Система забезпечення надійності та безпеки будівельних об'єктів

НАВАНТАЖЕННЯ І ВПЛИВИ

Норми проектування

ДБН В.1.2-2:2006

ИСС «Зодчий» ( г. Киев, ул. М. Кривоноса, 2а; т/ф. 249-34-04 )

Київ

МІНБУД УКРАЇНИ

2006

ПЕРЕДМОВА

ЗМІСТ

1   СФЕРА ВИКОРИСТАННЯ.. 4

2   НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ.. 4

3   ВИЗНАЧЕННЯ.. 4

4   ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ.. 4

5 ВАГА КОНСТРУКЦІЙ ТА ҐРУНТІВ.. 9

6 НАВАНТАЖЕННЯ ВІД УСТАТКУВАННЯ, ЛЮДЕЙ, ТВАРИН,
СКЛАДОВАНИХ МАТЕРІАЛІВ І ВИРОБІВ.. 10

7 КРАНОВІ НАВАНТАЖЕННЯ.. 15

8 СНІГОВІ НАВАНТАЖЕННЯ.. 20

9 ВІТРОВІ НАВАНТАЖЕННЯ.. 24

10 ОЖЕЛЕДНО-ВІТРОВІ НАВАНТАЖЕННЯ.. 33

11 ТЕМПЕРАТУРНІ КЛІМАТИЧНІ ВПЛИВИ.. 39

12 ІНШІ НАВАНТАЖЕННЯ І ВПЛИВИ.. 42

Додаток А  (довідковий) НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ.. 43

Додаток Б (довідковий) ПОЯСНЕННЯ ОСНОВНИХ ПОНЯТЬ. ПОЗНАЧЕННЯ.. 44

Додаток В (довідковий) ПРИБЛИЗНІ ТЕРМІНИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ БУДІВЕЛЬ
І СПОРУД (у роках)46

Додаток Г (довідковий) МОСТОВІ ТА ПІДВІСНІ КРАНИ РІЗНИХ
ГРУП (приблизний перелік)47

Додаток Д  (обов'язковий) НАВАНТАЖЕННЯ ВІД УДАРУ КРАНА
ОБ ТУПИКОВИЙ УПОР. 48

Додаток Е  (довідковий) ХАРАКТЕРИСТИЧНІ ЗНАЧЕННЯ НАВАНТАЖЕНЬ
І ВПЛИВІВ ДЛЯ МІСТ УКРАЇНИ.. 49

Додаток Ж  (обов'язковий) СХЕМИ СНІГОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ
І КОЕФІЦІЄНТИ... 55

Додаток І (обов'язковий) СХЕМИ ВІТРОВИХ НАВАНТАЖЕНЬ І
АЕРОДИНАМІЧНІ КОЕФІЦІЄНТИ С_аеr63

ДЕРЖАВНІ
БУДІВЕЛЬНІ НОРМИ УКРАЇНИ

Обов'язкові вимоги цих норм надруковані шрифтом, рекомендовані положення та пояснення –дрібним курсивом.

1         СФЕРА ВИКОРИСТАННЯ

1.1Ці норми поширюються на проектування будівельних конструкцій та основ будівель і споруд, що зводяться або реконструюються, і встановлюють основні положення та правила щодо визначення навантажень і впливів, а також їхніх сполучень.

1.2Навантаження і впливи на будівельні конструкції і основи будівель та споруд, що відрізняються від традиційних (об'єкти атомної енергетики, мости, гідротехнічні споруди, опори ПЛ високої напруги і портали ОРП, теплиці та оранжереї тощо), а також ті, що мають спеціальне походження (сейсмічні, хвильові, від транспортних засобів тощо) треба визначати за спеціальними технічними умовами і нормами, які доповнюють та уточнюють положення цих норм.

Примітка 1.Далі за текстом, де це можливо, термін "вплив" замінено терміном "навантаження", а слова "будівлі і споруди" замінено на слово "споруди".

Примітка 2. В необхідних випадках (при розробленні проектів реконструкції, при проектуванні унікальних споруд тощо) значення навантажень та коефіцієнти їхнього сполучення допускається встановлювати шляхом імовірнісного обґрунтування з використанням наявних статистичних даних. При цьому атмосферні навантаження допускається встановлювати за даними Державної метеорологічної служби України, а також даними відомчих метеослужб, атестованих Державною метеорологічною службою України.

2         НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цих нормах використано посилання на документи, наведені у додатку А.

3         ВИЗНАЧЕННЯ

У цих нормах використано терміни та визначення згідно з ГОСТ 27751, а також терміни та визначення, наведені у додатку Б.

4         ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

4.1     При проектуванні потрібно враховувати навантаження, що виникають під час зведення та експлуатації споруд, а також при виготовленні, зберіганні та транспортуванні будівельних конструкцій.

Класифікація навантажень

4.2     Навантаження та впливи поділяються на механічні та немеханічної природи, які призводять до зниження несучої здатності і експлуатаційної придатності конструкцій.

Механічні впливи, що враховуються в розрахунку безпосередньо, розглядаються як сукупність сил, прикладених до конструкції (навантаження) або як вимушені переміщення і деформації елементів конструкції. Впливи немеханічної природи (наприклад, впливи агресивного середовища), як правило, враховуються в розрахунку опосередковано.

4.3     Прийнята класифікація навантажень забезпечує можливість розрахунку будівельних конструкцій з урахуванням необхідних розрахункових ситуацій та граничних станів, а саме:

а) перевірку міцності, стійкості та інших критеріїв несучої здатності при одноразовому навантаженні в екстремальних умовах експлуатації (аварійна розрахункова ситуація або стабільна чи перехідна розрахункова ситуація, що може реалізуватися обмежене число разів за строк служби), що відповідає перевірці граничних станів la, lb, 1c, 1d, leі 1fза 1.4 ГОСТ 27751;

б)   перевірку жорсткості та тріщиностійкості в режимі нормальної експлуатації (стабільна розрахункова ситуація), що відповідає перевірці граничних станів 2а, 2b, 2c, 2dі 2е за 1.4 ГОСТ 27751;

в)   перевірку витривалості при повторних навантаженнях (стабільна розрахункова ситуація), що відповідає перевірці граничних станів 1а і 2bза 1.4 ГОСТ 27751;

г)   урахування повзучості матеріалів та інших реологічних процесів при дії постійних і довготривалих навантажень (стабільна розрахункова ситуація), що відповідає перевірці граничних станів 1f, 2aі 2dза 1.4 ГОСТ 27751.

4.4Залежно від причин виникнення навантаження і впливи поділяються на основні та епізодичні.

4.5Залежно від змінюваності у часі впливи поділяються на постійні та змінні.

Залежно від тривалості неперервної дії змінні навантаження і впливи поділяються на тривалі, короткочасні та епізодичні.

Навантаження, що виникають при виготовленні, зберіганні та перевезенні конструкцій, а також при зведенні споруд, слід враховувати при розрахунках як короткочасні.

4.6Встановлений термін експлуатації конструкції T_efприймається за технічним завданням, а в разі його відсутності може бути прийнятий за додатком В.

4.7Основою для призначення навантажень є їхні характеристичні значення.

При розрахунку несучих конструкцій і основ слід враховувати коефіцієнт надійності за відповідальністю  згідно з ГОСТ 27751.

На коефіцієнт надійності за відповідальністю слід множити характеристичні значення навантажень або навантажувальний ефект (внутрішні сили і переміщення конструкцій і основ, що спричиняються навантаженнями і впливами).

Розрахункові значення навантажень визначаються множенням характеристичних значень на коефіцієнт надійності за навантаженням  який залежить від виду навантаження.

4.8   Залежно від характеру навантажень та мети розрахунку за 4.3 використовуються чотири види розрахункових значень: граничне, експлуатаційне, циклічне, квазіпостійне.

Указані види навантажень слід застосовувати у відповідності із табл. 4.1. Буквами вказано перелічені в 4.3 типи розрахунків, для виконання яких використовуються ті чи інші види розрахункових значень.

4.9    Для перевірки граничних станів першої групи використовуються граничні розрахункові значення навантажень.

4.10    Для перевірки граничних станів другої групи навантаження встановлюються залежно від умов експлуатації конструкції, яка розглядається, а саме:

якщо вихід за граничний стан може бути допущений у середньому один раз за Т_nроків, то перевірка виконується з використанням граничного розрахункового значення, що відповідає періоду Т_n;

Таблиця 4.1

якщо вихід за граничний стан другої групи може бути допущений протягом певної частки  (0<<1) встановленого терміну служби конструкції Т_efто перевірка виконується з використанням експлуатаційного розрахункового значення, що відповідає цій частці встановленого терміну служби (Т_ef).

Перехід до розрахункових значень виконується множенням на коефіцієнт надійності за навантаженням  (Т_n) чи  (T_ef). Значення  приймається за нормами проектування конструкцій залежно від їхнього призначення, відповідальності та наслідків виходу за граничний стан.

Характер перевірки, а також значення Т_nі  встановлюються нормами проектування конструкцій чи технічним завданням з урахуванням призначення, особливостей роботи та умов експлуатації конструкції. Так, наприклад, періодичність перевищення вимог жорсткості Т_nможе дорівнювати міжремонтному періоду або іншому відрізку часу, характерному для режиму експлуатації конкретної конструкції. Частка  встановленого терміну служби призначається виходячи з експлуатаційних вимог.

Для об'єктів масового будівництва допускається приймати  = 0,02.

4.11   До постійних навантажень слід відносити:

а)   вагу частин споруд, у тому числі вагу несучих та огороджувальних конструкцій;

б)   вагу та тиск ґрунтів (насипів, засипок), гірничий тиск.

Зусилля від попереднього напруження, що зберігаються у конструкції чи в основі, слід враховувати при розрахунках як зусилля від постійних навантажень.

4.12   До змінних тривалих навантажень слід відносити:

а)   вагу тимчасових перегородок, підливок та підбетонок під обладнання;

б)   вагу стаціонарного обладнання: верстатів, апаратів, моторів, місткостей, трубопроводів з арматурою, опорними частинами та ізоляцією, стрічкових конвеєрів, постійних підйомних машин з їхніми канатами та напрямними, а також вагу рідких та твердих речовин, що заповнюють обладнання;

в)   тиск газів, рідин та сипучих тіл у місткостях та трубопроводах, надлишковий тиск та розрідження повітря, що виникає при вентиляції шахт;

г)   навантаження на перекриття від складованих матеріалів і стелажного обладнання у складських приміщеннях, холодильниках, зерносховищах, книгосховищах, архівах та подібних приміщеннях;

д)   температурні технологічні впливи від стаціонарного обладнання;

е)   вагу шару води на водонаповнених плоских покриттях;

ж)   вагу відкладень промислового пилу, якщо його накопичення не виключене відповідними заходами;

з)    навантаження від людей, худоби, обладнання на перекриття житлових, громадських та сільськогосподарських будівель з квазіпостійними розрахунковими значеннями;

і) вертикальні навантаження від мостових та підвісних кранів з квазіпостійними розрахунковими значеннями;

к) снігові навантаження з квазіпостійними розрахунковими значеннями;

л) температурні кліматичні впливи з квазіпостійними розрахунковими значеннями;

м) впливи, обумовлені деформаціями основи, які не супроводжуються докорінною зміною структури ґрунту;

н) впливи, обумовлені зміною вологості, компонентів агресивного середовища, усадкою і повзучістю матеріалів.

4.13   До змінних короткочасних навантажень слід відносити:

а)    навантаження від устаткування, що виникають у пускозупинному, перехідному та випробувальному режимах, а також під час його перестановки чи заміни з граничними чи експлуатаційними розрахунковими значеннями;

б)    вагу людей, ремонтних матеріалів у зонах обслуговування та ремонту устаткування з граничними чи експлуатаційними розрахунковими значеннями;

в)    навантаження від людей, худоби, устаткування на перекриття житлових, громадських та сільськогосподарських будівель з граничними чи експлуатаційними розрахунковими значеннями, крім навантажень, зазначених у 4.12 а,б,в,г;

г)    навантаження від рухомого підйомно-транспортного устаткування (навантажувачів, електрокарів, кранів-штабелерів, тельферів), а також від мостових та підвісних кранів з граничними чи експлуатаційними розрахунковими значеннями;

д)    снігові навантаження з граничними чи експлуатаційними розрахунковими значеннями;

е)    температурні кліматичні впливи з граничними чи експлуатаційними розрахунковими значеннями;

ж)    вітрові навантаження з граничними чи експлуатаційними розрахунковими значеннями;

з)    ожеледні навантаження з граничними чи експлуатаційними розрахунковими значеннями.

4.14   До епізодичних навантажень належать: а) сейсмічні впливи;

б)вибухові впливи;

в)   навантаження, викликані різкими порушеннями технологічного процесу, тимчасовою несправністю чи руйнуванням обладнання;

г)   впливи, обумовлені деформаціями основи, які супроводжуються докорінною зміною структури ґрунту (при замочуванні просадкових ґрунтів) або його осіданням у районах гірничих виробок і в карстових районах.

Характеристичні і розрахункові значення епізодичних навантажень визначаються спеціальними нормативними документами.

Сполучення навантажень

4.15Сполучення навантажень формуються як набір їхніх розрахункових значень або відповідних їм зусиль і/або переміщень, що використовується для перевірки конструкції або основи у певному граничному стані і в певній розрахунковій ситуації. Припускається, що всі навантаження в обраному сполученні одночасно впливають на об'єкт розрахунку.

4.16До сполучення повинні входити навантаження, які найбільш несприятливо впливають на конструкції (основи) з точки зору граничного стану, що розглядається. Впливи, які взаємно виключають один одного, не можуть входити до одного сполучення.

4.17В розрахунках конструкцій можуть бути використані сполучення двох типів – основні та аварійні.

Для перевірки граничних станів першої групи використовують основні сполучення, які включають постійні навантаження з граничними розрахунковими значеннями, граничні розрахункові, циклічні або квазіпостійні значення змінних навантажень.

Для перевірки граничних станів другої групи використовують основні сполучення, які включають постійні навантаження з експлуатаційними розрахунковими значеннями, а також експлуатаційні розрахункові, циклічні або квазіпостійні значення змінних навантажень.

До аварійного сполучення крім постійних і змінних навантажень може входити тільки один епізодичний вплив.

В аварійних сполученнях навантажень, зумовлених вибуховими впливами або навантаженнями від зіткнення транспортних засобів з елементами споруд, допускається не враховувати короткочасні змінні навантаження, наведені у 4.13.

У деяких випадках перевірка аварійної розрахункової ситуації може виконуватись на дію основного сполучення впливів, але з урахуванням впливу деструктивних процесів чи пошкоджень, які викликані даною розрахунковою ситуацією (наприклад, зменшенням несучої здатності конструкції внаслідок дії пожежі або виходу з ладу деяких елементів при вибуху).

Вимоги щодо використання аварійних навантажень та впливів приймаються за нормами проектування будівель і споруд певного функціонального призначення.

4.18   Мала ймовірність одночасної реалізації розрахункових значень декількох навантажень ураховується множенням розрахункових значень навантажень, що ввійшли у сполучення, на коефіцієнт сполучення.

Для основних сполучень, що включаютьпостійні та не менш ніж два змінні навантаження, останні приймаються з коефіцієнтом сполучень =0,95 для тривалих навантажень і =0,90 для короткочасних навантажень.

Для аварійних сполучень, що включають постійні та не менш як два змінні навантаження, останні приймаються з коефіцієнтом сполучення =0,95 для тривалих навантажень і =0,80 для короткочасних навантажень. Аварійне навантаження приймається з коефіцієнтом сполучень =1,00.

Примітка. В основних сполученнях при врахуванні трьох та більше короткочасних навантажень їхні розрахункові значення допускається множити на коефіцієнт сполучення , який приймається для першого (за ступенем впливу) короткочасного навантаження –1,0, для другого –0,8, для решти –0,6.

4.19    При виборі найневигідніших сполучень навантажень і впливів згідно з вказівками 4.18 за одне змінне навантаження слід приймати:

а) навантаження від одного джерела (тиск чи розрідження у місткості, компоненти снігового, вітрового чи ожеледного навантаження, навантаження від одного навантажувача, одного крана тощо);

б) навантаження від декількох джерел, якщо їхня сумісна дія врахована у значенні навантаження (навантаження на перекриття, визначене з урахуванням коефіцієнтів  чи , наведених у 6.9; навантаження від декількох кранів з урахуванням коефіцієнта  –наведеного у 7.20; ожеледно-вітрове навантаження, визначене згідно з 10).

4.20 При визначенні розрахункових сполучень навантажень для конструкцій і основ у період зведення будівель і споруд снігові, вітрові, ожеледні навантаження, а також температурні кліматичні впливи, які увійшли до розрахункових сполучень, слід знижувати на 20 %.

5 ВАГА КОНСТРУКЦІЙ ТА ҐРУНТІВ

5.1Характеристичне значення ваги конструкцій заводського виготовлення слід визначати за стандартами, робочими кресленнями чи паспортними даними заводів-виробників, а інших будівельних конструкцій та ґрунтів –за проектними розмірами та питомою вагою матеріалів і ґрунтів з урахуванням їхньої вологості в умовах будівництва та експлуатації споруд.

5.2Експлуатаційне розрахункове значення ваги конструкцій та ґрунтів приймається таким, що дорівнює характеристичному.

Граничне розрахункове значення ваги конструкцій та ґрунтів визначається множенням характеристичного значення на коефіцієнт надійності за граничним навантаженням, наведений у табл. 5.1. Коефіцієнти надійності за навантаженням для експлуатаційного  і квазіпостійного  значень слід приймати такими, що дорівнюють 1,0.

Таблиця 5.1

Значення у дужках слід використовувати для перевірки стійкості конструкції на перекидання, а також в інших випадках, коли зменшення ваги конструкцій і ґрунтів може погіршити умови роботи конструкції.

5.3 Допускається визначати граничні значення навантажень від ваги конструкцій та засипок (заливок) за результатами контрольних зважувань не менш ніж. п'яти зразків. При цьому граничне розрахункове навантаження визначається як добуток середнього значення густини на коефіцієнт надійності за навантаженням =1,2 або проектної товщини шару засипки на коефіцієнт надійності за навантаженням  який дорівнює:

1,2-для засипок завтовшки 50 ммі більше;

1,3-для засипок завтовшки менш як 50 мм;

1,1-для заливок и стяжок завтовшки 20 ммі більше;

1,2-для заливок и стяжок завтовшки менш як 20 мм.

5.4    При визначенні навантаження від ґрунту слід враховувати навантаження від матеріалів, обладнання та транспортних засобів, що передаються на ґрунт.

6 НАВАНТАЖЕННЯ ВІД УСТАТКУВАННЯ, ЛЮДЕЙ, ТВАРИН, СКЛАДОВАНИХ МАТЕРІАЛІВ І ВИРОБІВ

6.1   Норми цього розділу поширюються на навантаження від людей, тварин, устаткування, виробів, матеріалів, тимчасових перегородок, що діють на перекриття будинків і підлоги на ґрунтах.

Варіанти завантаження перекриттів цими навантаженнями слід приймати відповідно до передбачених умов зведення та експлуатації будівель. Якщо на стадії проектування дані про ці умови недостатні, при розрахунку конструкцій і основ необхідно розглянути такі варіанти завантаження окремих перекриттів:

суцільне (на всій площині) завантаження прийнятим навантаженням;

несприятливе часткове завантаження при розрахунку конструкцій і основ, чутливих до такої схеми завантаження;

відсутність тимчасового навантаження.

Сума всіх тимчасових навантажень на перекриття багатоповерхової будівлі при несприятливому частковому їхньому завантаженні не повинна перевищувати навантаження при суцільному завантаженні перекриттів, визначене з урахуванням коефіцієнтів сполучень, значення яких обчислюються за формулами (6.3) і (6.4).

Визначення навантажень від устаткування, складованих матеріалів і виробів

6.2   Навантаження від устаткування (у тому числі трубопроводів, транспортних засобів), складованих матеріалів і виробів установлюються в будівельному завданні на підставі технологічних рішень, у якому повинні бути наведені:

а)    можливі на кожному перекритті і підлогах на ґрунті місця розташування і габарити опор устаткування, розміри ділянок складування і зберігання матеріалів і виробів, місця можливого зближення устаткування в процесі експлуатації або перепланування;

б)   характеристичні значення навантажень і коефіцієнти надійності за навантаженням, що приймаються за вказівками чинних норм, а для машин з динамічними навантаженнями – характеристичні значення інерційних сил і коефіцієнти надійності за навантаженням для інерційних сил, а також інші необхідні характеристики.

При заміні фактичних навантажень на перекриття еквівалентними рівномірно розподіленими навантаженнями останні слід визначати розрахунком і призначати диференційовано для різних конструктивних елементів (плит, другорядних балок, ригелів, колон, фундаментів). Прийняті значення еквівалентних навантажень повинні забезпечувати несучу здатність і жорсткість елементів конструкцій, необхідні за умовами їхнього завантаження фактичними навантаженнями. Характеристичні значення еквівалентних рівномірно розподілених навантажень для виробничих і складських приміщень слід приймати: для плит і другорядних балок не менш ніж 3,0 кПа (300 кгс/м²), для ригелів, колон і фундаментів – не менш як 2,0 кПа (200 кгс/м²).

Слід враховувати можливе перспективне збільшення навантажень.

6.3   Характеристичне значення ваги устаткування, у тому числі трубопроводів, слід визначати на підставі стандартів або каталогів, а для нестандартного устаткування –на підставі паспортних даних заводів-виробників або робочих креслень.

До складу навантаження від ваги устаткування слід включати власну вагу установки чи машини (у тому числі приводу, постійних пристосувань, опорних пристроїв, підливок і підбетонок), вагу ізоляції, заповнювачів устаткування, можливих при експлуатації, найважчої оброблюваної деталі, вагу транспортованого вантажу, відповідну номінальній вантажопідйомності, тощо.

Навантаження від устаткування на перекриття і підлоги на ґрунтах необхідно приймати залежно від умов його розміщення і можливого переміщення при експлуатації. При цьому слід передбачати заходи, що виключають необхідність посилення несучих конструкцій, спричиненого переміщенням технологічного устаткування під час монтажу чи експлуатації будівлі.

Число навантажувачів чи електрокарів, що враховуються одночасно, і їхнє розміщення на перекритті при розрахунку різних елементів слід приймати за будівельним завданням на підставі технологічних рішень.

Динамічний вплив вертикальних навантажень від навантажувачів і електрокарів допускається враховувати множенням характеристичних значень статичних навантажень на коефіцієнт динамічності, що дорівнює 1,2.

6.4Коефіцієнти надійності за навантаженням  для граничного значення ваги устаткування наведено в табл. 6.1.

Таблиця 6.1

Рівномірно розподілені навантаження

6.5Характеристичні і квазіпостійні значення рівномірно розподілених тимчасових навантажень на плити перекриттів, східці і підлоги на ґрунтах наведено в табл. 6.2.

6.6Характеристичні значення навантажень на ригелі і плити перекриттів від ваги тимчасових перегородок слід приймати залежно від їхньої конструкції, розташування і характеру опирання на перекриття і стіни. Ці навантаження допускається враховувати як рівномірно розподілені додаткові навантаження, приймаючи їхні характеристичні значення на підставі розрахунку для передбачуваних схем розміщення перегородок, але не менш як 0,5 кПа (50 кгс/м²).

6.7Коефіцієнти надійності за навантаженням  для рівномірно розподілених навантажень слід приймати:

1,3 – при характеристичному значенні менш ніж 2,0 кПа (200 кгс/м²); 1,2 – при характеристичному значенні 2,0 кПа (200 кгс/ м²) і більше.

Коефіцієнт надійності за навантаженням  від ваги тимчасових перегородок слід приймати відповідно до вказівок 5.2.

6.8   При розрахунку балок, ригелів, плит, а також колон та фундаментів, що сприймають навантаження від одного перекриття, характеристичні значення навантажень, наведені у табл. 6.2, слід знижувати залежно від вантажної площі А, м², елемента, що розраховується, множенням на коефіцієнт сполучень, який дорівнює:

а) для приміщень, наведених у поз. 1,2,12,а (при вантажній площі А>А₁ = 9 м²)

                                                      (6.1)

б) для приміщень, наведених у поз. 4,11,12,б (при вантажній площі А>А₂ = 36 м²),

                                                       (6.2)

Примітка. При розрахунку стін, що сприймають навантаження від одного перекриття, значення навантажень слід знижувати залежно від вантажної площі А елементів, що розраховуються (плит, балок), які спираються на стіни.

6.9При визначенні поздовжніх зусиль для розрахунку колон, стін і фундаментів, що сприймають навантаження від двох і більше перекриттів, характеристичні значення навантажень, наведені в табл. 6.2, слід знижувати множенням на коефіцієнт сполучень:

а) для приміщень, наведених у поз. 1,2,12,а,

;                                                    (6.3)

б) для приміщень, наведених у поз. 4,11,12,б,

.                                                   (6.4)

де ,  визначаються відповідно до 6.8;

п –загальне число перекриттів (для приміщень, наведених у табл. 6.2, поз. 1, 2, 4, 11, 12,а, 12,б), навантаження від яких враховуються при розрахунку розглядуваного перерізу колони, стіни, фундаменту.

Примітка. При визначенні згинальних моментів у колонах і стінах слід враховувати зниження навантажень для прилеглих до них балок і ригелів згідно з вказівками, наведеними у 6.8.

Таблиця 6.2

Примітка 1. Навантаження, наведені в поз. 8, слід враховувати на площі, не зайнятій устаткуванням і матеріалами.

Примітка 2. Навантаження, наведені в поз. 9, слід враховувати без снігового навантаження.

Примітка 3. Навантаження, наведені в поз. 10, слід враховувати при розрахунку несучих конструкцій балконів (лоджій) і ділянок стін у місцях защемлення цих конструкцій. При розрахунку нижніх ділянок стін, фундаментів і основ навантаження на балкони (лоджії) слід приймати такими, що дорівнюють навантаженням прилеглих головних приміщень будівель, і зменшувати їх з урахуванням вказівок 6.8 і 6.9.

Примітка 4. Характеристичні і квазіпостійні значення навантажень для будівель і приміщень, наведених у поз. 3, 4,г, 5, 6, 11 і 14, слід приймати за будівельним завданням на підставі технологічних рішень.

Зосереджені навантаження та навантаження на поручні

6.10   Несучі елементи перекриттів, покриттів, східців і балконів (лоджій) мають бути перевірені на зосереджене вертикальне навантаження, прикладене до елемента, у несприятливому положенні на квадратній площадці із стороною не більш як 100 мм(при відсутності інших тимчасових навантажень). Якщо в будівельному завданні на підставі технологічних рішень не передбачені вищі характеристичні значення зосереджених навантажень, їх слід приймати такими, що дорівнюють:

а)   для перекриттів і східців –1,5 кН (150 кгс);

б)   для горищних перекриттів, покриттів, терас і балконів –1,0 кН (100 кгс);

в)   для покриттів, по яких можна пересуватися тільки за допомогою трапів і містків, – 0,5 кН (50 кгс).

Елементи, розраховані на можливі при зведенні та експлуатації місцеві навантаження від устаткування і транспортних засобів, допускається не перевіряти на зазначене зосереджене навантаження.

6.11   Характеристичні значення горизонтальних навантажень на поручні перил східців і балконів слід приймати такими, що дорівнюють:

а)    для житлових будинків, дошкільних закладів, будинків відпочинку, санаторіїв, лікарень та інших лікувальних закладів –0,3 кН/м (30 кгс/м);

б)   для трибун і спортивних залів –1,5 кН/м (150 кгс/м);

в)   для інших будівель і приміщень при відсутності спеціальних вимог –0,8 кН/м (80 кгс/м). Для обслужних площадок, містків, огороджень дахів, призначених для нетривалого

перебування людей, характеристичне значення горизонтального зосередженого навантаження на поручні перил слід приймати 0,3 кН (30 кгс) (у будь-якому місці по довжині поручня), якщо за будівельним завданням на підставі технологічних рішень не потрібне більше значення навантаження.

Для навантажень, наведених у 6.10 і 6.11, слід приймати коефіцієнт надійності за навантаженням =l,2 при визначенні граничних значень і коефіцієнт надійності за навантаженням =1,0при визначенні експлуатаційних значень.

7 КРАНОВІ НАВАНТАЖЕННЯ

7.1Навантаження від мостових і підвісних кранів слід визначати залежно від груп режимів їхньої роботи, що встановлюються згідно з ГОСТ 25546, від виду приводу і від способу підвісу вантажу. Приблизний перелік мостових і підвісних кранів різних груп режимів роботи наведений у додатку Г.

7.2Навантаження від мостових і підвісних кранів –це змінні навантаження, для яких встановлено чотири види розрахункових значень:

- граничні розрахункові значення:

для вертикального навантаження мостових і підвісних кранів,

;                                                    (7.1)

для горизонтального навантаження мостових і підвісних кранів, спрямованого вздовж кранової колії,

                                                          (7.2)

для горизонтального навантаження чотириколісних мостових кранів, спрямованого поперек кранової колії,

;                                                     (7.3)

для горизонтального навантаження інших мостових кранів, спрямованого поперек кранової колії,

                                                       (7.4)

для горизонтального навантаження підвісних кранів, спрямованого поперек кранової колії,

                                                       (7.5)

-      експлуатаційні розрахункові значення:

; ; ; ;                                             (7.6)

-      циклічні розрахункові значення:

;                                          (7.7)

-      квазіпостійні розрахункові значення:

;                                                        (7.8)

де , , ,  –коефіцієнти надійності за крановим навантаженням, прийняті за 7.9 – 7.11;

F₀₁, F₀ –характеристичні значення вертикального навантаження відповідно від одного або двохнайбільш несприятливих за впливом кранів, прийняті за 7.3;

Р₀₁ –характеристичне значення горизонтального навантаження від одного крана, спрямованоговздовж кранової колії, прийняте за 7.4;

Н₀₁ –характеристичне значення бічної сили від одного крана, найбільш несприятливого за впливом із кранів, розташованих на одній крановій колії або в одному створі, визначене за 7.5, 7.6;

Н₀ –характеристичне значення бічної сили від двох найбільш несприятливих за впливом кранів,розташованих на одній крановій колії або на різних коліях в одному створі, визначене за 7.6;

R₀₁, R₀ –характеристичні значення поперечних горизонтальних навантажень відповідно від одного або двох найбільш несприятливих за впливом підвісних кранів, прийняті за 7.7;

 –коефіцієнт сполучень кранових навантажень, прийнятий за 7.22.

7.3   Характеристичні значення вертикальних навантажень F₀₁, F₀, що передаються колесами кранів на балки кранової колії, та інші необхідні для розрахунку дані слід приймати відповідно до вимог державних стандартів на крани, а для нестандартних кранів –відповідно до даних, наведених у паспортах заводів-виробників.

Примітка. Під крановою колією розуміють обидві балки, що несуть один мостовий кран, і всі балки, що несуть один підвісний кран (дві балки –при однопрогінному, три –при двопрогінному підвісному крані тощо).

7.4   Характеристичне значення горизонтального навантаження Р₀₁, спрямованого уздовж кранового шляху, що спричиняється гальмуванням моста електричного крана, слід приймати таким, що дорівнює 0,1 від характеристичного значення вертикального навантаження на гальмівні колеса розглядуваної сторони крана.

7.5Характеристичне значення горизонтального навантаження чотириколісних мостових кранів, спрямованого поперек кранового шляху, яке спричиняється перекосами мостових електричних кранів і непаралельністю кранових колій (бічну силу), для колеса крана слід визначати за формулою:

                                 (7.9)

де Fⁿ_max, Fⁿ_min – характеристичне значення вертикального тиску на колесо, відповідно на більшабо на менш навантаженій стороні крана;

В, L –відповідно база і проліт крана;

 –коефіцієнт, прийнятий таким, що дорівнює 0,03 при центральному приводі механізму рухумоста і 0,01 – при роздільному приводі.

Бічні сили , обчислені за формулою (7.9), можуть бути прикладені:

-       до коліс однієї сторони крана і спрямовані в різні сторони (рис. 7.1,а);

-       до коліс по діагоналі крана і спрямовані в різні сторони (рис. 7.1,б).

Рисунок 7.1. Варіанти прикладення бічних сил для чотириколісних кранів

При цьому до інших коліс прикладаються сили, що дорівнюють  або  (приймається невигідний варіант), кожна з яких може бути спрямована як назовні, так і всередину прольоту.

7.6. Характеристичне значення бічної сили, прикладеної до колеса багатоколісних (вісім коліс і більше) кранів з гнучким підвісом , приймається таким, що дорівнює 0,1 від вертикального навантаження на колесо, підрахованого при розташуванні візка з вантажем, що дорівнює паспортній вантажопідйомності крана, посередині моста. Характеристичне значення  для багатоколісних (вісім коліс і більше) кранів з жорстким підвісом приймається таким, що дорівнює 0,1 від максимального вертикального навантаження на колесо. При цьому приймається, що бічні сили всіх коліс кожної із сторін крана мають один напрямок –усередину або назовні розглядуваного прогону будівлі (рис. 7.2, а, б).

Рисунок 7.2. Варіанти прикладення бічних сил для багатоколісних кранів

При визначенні характеристичних значень навантажень  слід враховувати, що бічні сили багатоколісних кранів передаються на обидві сторони кранової колії. На кожній стороні крана бічні сили мають один напрямок –назовні або всередину прольоту, на різних коліях вони спрямовані у протилежні боки (обидві всередину прольоту або обидві назовні). На одній із колій приймається повна бічна сила, на іншій колії приймається половина від бічної сили.

7.7   Характеристичне значення горизонтального навантаження, що спричиняється гальмуванням візка підвісних кранів, спрямованого поперек кранової колії, слід приймати таким, що дорівнює 0,5 суми вантажопідйомності крана і ваги візка.

При визначенні характеристичних значень навантажень Т₀₁, Т₀ приймається, що гальмівна сила передається на одну сторону (балку) кранової колії, розподіляється порівну між усіма колесами підвісного крана, що спираються на неї, і може бути спрямована як усередину, так і назовні розглядуваного прогону.

7.8   Горизонтальні навантаження від гальмування моста і візка крана і бічні сили вважаються прикладеними в місцях контакту коліс крана з рейкою.

7.9Коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням кранового навантаження  визначається залежно від заданого середнього періоду повторюваності Тза табл. 7.1.

Таблиця 7.1

Проміжні значення коефіцієнта  слід визначати лінійною інтерполяцією.

7.10Коефіцієнт надійності за експлуатаційним розрахунковим значенням кранового навантаження  дорівнює одиниці.

7.11Коефіцієнти надійності за циклічним розрахунковим значенням кранового навантаження визначаються залежно від вантажної характеристики g=G/G_k(G –вантажопідйомність крана, G_k – вага візка і моста крана) за формулами

=0,75-0,24g; =0,34-0,24g.                                     (7.10)

Кількість циклів завантаження (за добу) необхідно приймати такою, що дорівнює:

-       п_с = 270 – для мостових кранів режимів 4К –6К;

-       п_с = 420 – для мостових кранів режиму 7К;

-       п_с = 820 для мостових кранів режиму 8К.

Наведене число циклів завантаження слід враховувати при перевірці витривалості підкранових конструкцій у цілому. При перевірці витривалості верхньої зони стінки підкранових балок наведені значення необхідно множити на кількість коліс з однієї сторони крана.

7.12   Коефіцієнти надійності за квазіпостійним розрахунковим значенням кранового навантаження слід визначати за формулою

,                                                 (7.11)

де  – характеристичне значення вертикального навантаження від одного крана без вантажу.

7.13Характеристичне значення горизонтального навантаження, викликаного ударом крана об тупиковий упор і спрямованого уздовж кранової колії, слід визначати відповідно до вказівок, наведених у додатку Д. Це навантаження необхідно враховувати лише при розрахунку упорів та їхніх кріплень до балок кранової колії.

7.14При урахуванні місцевого і динамічного впливу зосередженого вертикального навантаження від одного колеса крана характеристичне значення цього навантаження слід множити при розрахунку міцності балок кранових колій на додатковий коефіцієнт, що дорівнює:

1,6 – для групи режиму роботи кранів 8К із жорстким підвісом вантажу;

1,4 – для групи режиму роботи кранів 8К із гнучким підвісом вантажу;

1,3 – для групи режиму роботи кранів 7К;

1,1    - для інших груп режимів роботи кранів.

При перевірці місцевої стійкості стінок балок значення додаткового коефіцієнта  слід приймати таким, що дорівнює 1,1.

7.15    При розрахунку міцності і стійкості балок кранової колії та їхніх кріплень до несучих конструкцій граничні розрахункові значення вертикальних кранових навантажень слід множити на коефіцієнт динамічності, що дорівнює:

при кроці колон не більш як 12 м:

1,2    - для групи режиму роботи мостових кранів 8К;

1,1 – для груп режимів роботи мостових кранів 6К і 7К;

1,1 – для усіх груп режимів роботи підвісних кранів;

при кроці колон понад 12 м –1,1 для групи режиму роботи мостових кранів 8К.

Граничні розрахункові значення горизонтальних навантажень від мостових кранів групи режиму роботи 8К слід враховувати з коефіцієнтом динамічності, що дорівнює 1,1.

При розрахунку конструкцій на витривалість, перевірці прогинів балок кранових колій і зміщень колон, а також при врахуванні місцевої дії зосередженого вертикального навантаження від одного колеса крана коефіцієнт динамічності не слід враховувати.

7.16Вертикальні навантаження при розрахунку міцності і стійкості балок кранових колій слід враховувати не більш як від двох найбільш несприятливих за впливом мостових або підвісних кранів.

7.17Вертикальні навантаження при розрахунку міцності і стійкості рам, колон, фундаментів, а також основ у будівлях із мостовими кранами в декількох прольотах (у кожному прольоті на одному ярусі) слід приймати на кожній колії не більш як від двох найбільш несприятливих за впливом кранів, а при врахуванні суміщення в одному створі кранів різних прольотів –не більш як від чотирьох найбільш несприятливих за впливом кранів.

7.18Вертикальні навантаження при розрахунку міцності і стійкості рам, колон, кроквяних і підкроквяних конструкцій, фундаментів, а також основ будівель з підвісними кранами на одній або декількох коліях слід приймати на кожній колії не більш як від двох найбільш несприятливих за впливом кранів. При врахуванні суміщення в одному створі підвісних кранів, що працюють на різних коліях, вертикальні навантаження слід приймати:

не більш як від двох кранів –для колон, підкроквяних конструкцій, фундаментів і основ крайнього ряду при двох кранових коліях у прольоті;

не більш як від чотирьох кранів:

для колон, підкроквяних конструкцій, фундаментів і основ середнього ряду;

для колон, підкроквяних конструкцій, фундаментів і основ крайнього ряду при трьох кранових коліях у прольоті;

для кроквяних конструкцій при двох або трьох кранових коліях у прольоті.

7.19Горизонтальні навантаження при розрахунку міцності і стійкості балок кранових колій, колон, рам, кроквяних і підкроквяних конструкцій, фундаментів, а також основ слід враховувати не більш як від двох найбільш несприятливих за впливом кранів, розташованих на одній крановій колії або на різних коліях в одному створі. При цьому для кожного крана необхідно враховувати тільки одне горизонтальне навантаження (поперечне або поздовжнє).

7.20Кількість кранів, що враховується при розрахунку міцності і стійкості при визначенні вертикальних і горизонтальних навантажень від мостових кранів на двох або трьох ярусах у прольоті, при одночасному (сумісному) розміщенні в прольоті як підвісних, так і мостових кранів, а також при експлуатації підвісних кранів, призначених для передачі вантажу з одного крана на інший за допомогою перекидних містків, слід приймати за будівельним завданням на підставі технологічних рішень.

7.21При наявності на крановій колії одного крана і за умови, що другий кран не буде встановлений під час експлуатації споруди, навантаження на цій колії повинні бути враховані тільки від одного крана.

7.22Коефіцієнт сполучень, що враховується у формулах (7.1) і (7.5) для навантажень від двох кранів, визначається таким чином:

= 0,85 – для груп режимів роботи кранів 1К-6К;

= 0,95 – для груп режимів роботи кранів 7К, 8К.

При врахуванні чотирьох кранів навантаження від них необхідно множити на коефіцієнт сполучень:

= 0,7 – для груп режимів роботи кранів 1К-6К;

= 0,8 – для груп режимів роботи кранів 7К, 8К.

7.23    При визначенні кранових навантажень допускається враховувати фактичне розміщення зон обслуговування крана і фактичне наближення візка до ряду колон, якщо розміщення і габарити постійно встановленого в будівлі обладнання такі, що порушення цих обмежень фізично неможливе, або ж у відповідних місцях установлені обмежувачі переміщень кранів по коліях і візків по мосту крана (упори).

Якщо фактичне наближення візків мостових кранів до розглядуваного ряду колон, у_тin= y_o+ pL, перевищує паспортне значення y_o,то вертикальне кранове навантаження на конструкції розглядуваного ряду може бути скориговане множенням на коефіцієнт К_у, що обчисляється за формулою:

                               (7.12)

де т_с, т_b –маса візка і моста відповідно;

т_q – вантажопідйомність крана;

L – проліт крана;

р –відносна частина прольоту крана.

7.24   При розрахунку на витривалість балок кранових колій під електричні мостові крани і кріплень цих балок до несучих конструкцій слід враховувати циклічні розрахункові значення навантажень відповідно до 7.2. При цьому для перевірки витривалості стінок балок у зоні дії зосередженого вертикального навантаження від одного колеса крана циклічні розрахункові значення вертикального зусилля колеса слід множити на коефіцієнт, що враховується при розрахунку міцності балок кранових колій відповідно до 7.14. Групи режимів роботи кранів, при яких необхідно робити розрахунок на витривалість, встановлюються нормами проектування конструкцій.

7.25   Для будівель, що проектуються і реконструюються, які мають певний або усталений технологічний процес, допускається враховувати конкретні особливості і параметри режимів роботи і зон обслуговування кранів.

8 СНІГОВІ НАВАНТАЖЕННЯ

8.1   Снігове навантаження є змінним, для якого встановлено три розрахункові значення:

-       граничне розрахункове значення;

-       експлуатаційне розрахункове значення;

-       квазіпостійне розрахункове значення.

8.2   Граничне розрахункове значення снігового навантаження на горизонтальну проекцію покриття (конструкції) обчислюється за формулою

,                                                     (8.1)

де  –коефіцієнт надійності за граничним значенням снігового навантаженням, що визначається згідно з 8.11;

S₀ – характеристичне значення снігового навантаження (в Па), що визначається
згідно з 8.5;

С –коефіцієнт, що визначається за вказівками 8.6.

8.3   Експлуатаційне розрахункове значення обчислюється за формулою

,                                                    (8.2)

де  –коефіцієнт надійності за експлуатаційним значенням снігового навантаженням, щовизначається згідно з 8.12;

S₀, С – те саме, що і в формулі (8.1).

8.4   Квазіпостійне розрахункове значення обчислюється за формулою

,                                           (8.3)

де =160 Па;

S₀, С –те саме, що і в формулі (8.1).

8.5   Характеристичне значення снігового навантаження S₀(в Па) дорівнює вазі снігового покриву на 1 квадратний метр поверхні ґрунту, яке може бути перевищене у середньому один раз за 50 років.

Характеристичне значення снігового навантаження S₀визначається залежно від снігового району по карті (рис. 8.1) або за додатком Е.

В необхідних випадках допускається визначати значення снігового навантаження S₀шляхом статистичного оброблення результатів снігомірних зйомок.

8.6   Коефіцієнт С визначається за формулою

                                                     (8.4)

де  –коефіцієнт переходу від ваги снігового покриву на поверхні ґрунту до снігового

навантаження на покрівлю, який визначається за 8.7, 8.8;

C_e –коефіцієнт, що враховує режим експлуатації покрівлі і визначається за 8.9;

C_alt – коефіцієнт географічної висоти, що визначається за 8.10.

8.7   Коефіцієнт  визначається за додатком Ж залежно від форми покрівлі і схеми розподілу снігового навантаження, при цьому проміжні значення коефіцієнта слід визначати лінійною інтерполяцією.

У тих випадках, коли більш несприятливі умови роботи елементів конструкцій виникають при частковому завантаженні, слід розглядати схеми зі сніговим навантаженням, що діє на половині або чверті прольоту (для покриттів з ліхтарями –на ділянках завширшки b). У необхідних випадках снігові навантаження слід визначати з урахуванням передбаченого подальшого розширення будівлі.

Рисунок 8.1. Карта районування території України за характеристичними значеннями ваги снігового покриву

8.8   Варіанти з підвищеними місцевими сніговими навантаженнями, наведені в додатку Ж, слід враховувати при розрахунку плит, настилів і прогонів покриттів, а також при розрахунку тих елементів несучих конструкцій (ферм, балок, колон тощо), для яких зазначені варіанти визначають розміри перерізів.

При розрахунках конструкцій допускається застосування спрощених схем снігових навантажень, еквівалентних за своєю дією схемам навантажень, наведеним у додатку Ж. При розрахунку рам і колон виробничих будівель допускається враховувати тільки рівномірний розподіл снігового навантаження, за винятком місць перепаду покриттів, де необхідно враховувати підвищене снігове навантаження.

8.9   Коефіцієнт С_е враховує вплив особливостей режиму експлуатації на накопичення снігу на покрівлі (очищення, танення тощо) і встановлюється завданням на проектування.

При визначенні снігових навантажень для неутеплених покрівель цехів з підвищеною тепловіддачею при ухилах покрівлі понад 3% і забезпеченні належного відводу талої води слід приймати С_е =0,8.

При відсутності даних про режим експлуатації покрівлі коефіцієнт С_е допускається приймати таким, що дорівнює одиниці.

8.10   Коефіцієнт C_altвраховує висоту Н (у кілометрах) розміщення будівельного об'єкта над рівнем моря і визначається за формулою

C_alt= 1,4Н + 0,3 (при H0,5 km); C_alt= 1 (при H<0,5 км).           (8.5)

Формула (8.5) використовується для об'єктів, розташованих у гірській місцевості, і дає орієнтовне значення в запас надійності. При наявності результатів снігомірних зйомок, проведених у зоні будівельного майданчика, характеристичне значення снігового навантаження визначається шляхом статистичного оброблення даних снігомірних зйомок і при цьому приймається C_alt= 1.

8.11   Коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням снігового навантаження визначається залежно від заданого середнього періоду повторюваності Т за табл. 8.1.

Таблиця 8.1

Проміжні значення коефіцієнта  слід визначати лінійною інтерполяцією.

Для об'єктів масового будівництва допускається середній період повторюваності Т приймати таким, що дорівнює встановленому строку експлуатації конструкції Т_еf.

Для об'єктів, що мають підвищений рівень відповідальності, для яких технічним завданням встановлена імовірність Р неперевищення (забезпеченість) граничного розрахункового значення снігового навантаження протягом встановленого терміну служби, середній період повторюваності граничного розрахункового значення снігового навантаження обчислюється за формулою

T=T_ef K_p,

де К_р –коефіцієнт, визначений за табл. 8.2 залежно від імовірності Р.

Таблиця 8.2

Проміжні значення коефіцієнта К_р слід визначати лінійною інтерполяцією.

8.12 Коефіцієнт надійності за експлуатаційним розрахунковим значенням снігового навантаження  визначається за табл. 8.3 залежно від частки часу, протягом якої можуть порушуватися умови другого граничного стану.

Таблиця 8.3

Проміжні значення коефіцієнта  слід визначати лінійною інтерполяцією.

Значення  приймається за нормами проектування конструкцій або встановлюється завданням на проектування залежно від їхнього призначення, відповідальності та наслідків виходу за граничний стан. Для об'єктів масового будівництва допускається приймати
= 0,02.

9 ВІТРОВІ НАВАНТАЖЕННЯ

9.1   Вимоги розділу 9 поширюються на будівлі і споруди простої геометричної форми, висота яких не перевищує 200 метрів.

При визначенні вітрового навантаження для будівель і споруд складної конструктивної чи геометричної форми (що включають вантові та висячі покриття, оболонки, антенні полотна), сталевих ґратчастих щогл та башт тощо, а також для будівель і споруд заввишки понад 200 метрів слід виконувати спеціальні динамічні розрахунки для визначення впливу пульсаційної складової навантаження, а в необхідних випадках –обдування моделей в аеродинамічній трубі.

9.2   Вітрове навантаження є змінним навантаженням, для якого встановлені два розрахункові значення:

-       граничне розрахункове значення;

-       експлуатаційне розрахункове значення.

9.3   Вітрове навантаження на споруду слід розглядати як сукупність:

а)   нормального тиску, прикладеного до зовнішньої поверхні споруди або елемента;

б)   сил тертя, спрямованих по дотичній до зовнішньої поверхні і віднесених до площі її горизонтальної (для шедових або хвилястих покрівель, покрівель з ліхтарями) або вертикальної (для стін із лоджіями і подібних конструкцій) проекції;

в)   нормального тиску, прикладеного до внутрішніх поверхонь будівель з повітропроникними огородженнями, з прорізами, що відчиняються або постійно відкриті.

Сукупність зазначених сил може бути подана у формі нормального тиску, зумовленого загальним опором споруди у напрямку осей xі у та умовно прикладеного до проекції споруди на площину, перпендикулярну до відповідної осі.

9.4   Граничне розрахункове значення вітрового навантаження визначається за формулою

,                                                  (9.1)

де  –коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням вітрового навантаження,визначений за 9.14;

W₀ –характеристичне значення вітрового тиску за 9.6;

С –коефіцієнт, визначений за 9.7.

9.5   Експлуатаційне розрахункове значення вітрового навантаження визначається за формулою

,                                                   (9.2)

де  –коефіцієнт надійності за експлуатаційним розрахунковим значенням вітрового навантаження, визначений за 9.15.

9.6   Характеристичне значення вітрового тиску W₀дорівнює середній (статичній) складовій тиску вітру на висоті 10 мнад поверхнею землі, який може бути перевищений у середньому один раз за 50 років.

Характеристичне значення вітрового тиску W₀визначається залежно від вітрового району по карті (рис. 9.1) або за додатком Е.

В необхідних випадках W₀допускається визначати шляхом статистичного оброблення результатів строкових вимірювань швидкості вітру.

9.7   Коефіцієнт С визначається за формулою

С⁼С_aer C_h C_alt C_rel C_dir C_d ,                                          (9.3)

де С_aer        -   аеродинамічний коефіцієнт, що визначається за 9.8;

C_h                -   коефіцієнт висоти споруди, що визначається за 9.9;

C_alt              -   коефіцієнт географічної висоти, що визначається за 9.10;

C_rel              -   коефіцієнт рельєфу, що визначається за 9.11;

C_dir              -   коефіцієнт напрямку, що визначається за 9.12;

C_d                 -   коефіцієнт динамічності, що визначається за 9.13.

Рисунок 9.1. Карта районування території України за характеристичними значеннями вітрового тиску

9.8Аеродинамічні коефіцієнти С_аеrвизначаються за додатком І залежно від форми споруди або конструктивного елемента і можуть мати вигляд:

-       коефіцієнтів С_е, які слід враховувати при визначенні вітрового тиску, прикладеного нормально до зовнішніх поверхонь споруди або елемента і віднесеного до одиниці площі цієї поверхні;

-       коефіцієнтів тертя C_f, які слід враховувати при визначенні сил тертя, спрямованих по дотичній до зовнішньої поверхні споруди або будівлі і віднесених до площі її горизонтальної або вертикальної проекції;

-       коефіцієнтів С_iякі слід враховувати при визначенні вітрового тиску, прикладеного нормально до внутрішніх поверхонь будівель з проникними огородженнями, з прорізами, що відчиняються або постійно відкриті;

-       коефіцієнтів лобового опору С_x, які слід враховувати для окремих елементів і конструкцій при визначенні тієї складової загального опору тіла, яка діє в напрямку вітрового потоку і віднесена до площі проекції тіла на площину, перпендикулярну до потоку;

-       коефіцієнтів поперечної сили С_у, які слід враховувати для окремих елементів і конструкцій при визначенні тієї складової загального опору тіла, яка діє перпендикулярно до вітрового потоку і віднесена до площини проекції тіла на площину потоку.

Аеродинамічні коефіцієнти С_аеrнаведені в додатку І, де стрілками позначений напрямок вітру. Знак «плюс» біля коефіцієнта відповідає напрямку тиску вітру на поверхню, знак «мінус» – від поверхні. Проміжні значення коефіцієнтів слід визначати лінійною інтерполяцією.

У випадках, не передбачених додатком І (інші форми споруд, врахування при належному обґрунтуванні інших напрямків вітрового потоку або складових загального опору тіла в інших напрямках тощо), аеродинамічні коефіцієнти допускається приймати за довідковими та експериментальними даними або на основі результатів продувань моделей конструкцій в аеродинамічних трубах.

9.9 Коефіцієнт висоти споруди C_hвраховує збільшення вітрового навантаження залежно від висоти споруди або її частини, що розглядається, над поверхнею землі (Z), типу навколишньої місцевості і визначається за рис. 9.2.

Рисунок 9.2. Коефіцієнт висоти споруди С_h,

Типи місцевості, що оточує будівлю чи споруду, визначаються для кожного розрахункового напрямку вітру окремо:

I    -відкриті поверхні морів, озер, а також плоскі рівнини без перешкод, що піддаються дії вітру на ділянці довжиною не менш як 3 км;

II     - сільська місцевість з огорожами (парканами), невеликими спорудами, будинками і деревами;

III –приміські і промислові зони, протяжні лісові масиви;

IV – міські території, на яких принаймні 15% поверхні зайняті будівлями, що мають середню висоту понад 15м.

При визначенні типу місцевості споруда вважається розташованою на місцевості даного типу для певного розрахункового напрямку вітру, якщо у цьому напрямку така місцевість є на відстані 30Zпри повній висоті споруди Z<60 мабо 2 км – при більшій висоті.

У випадку, якщо споруда розташована на межі місцевостей різних типів або є сумніви відносно вибору типу місцевості, слід приймати тип місцевості, що має більше значення коефіцієнта С_h.

9.10   Коефіцієнт географічної висоти С_аltвраховує висоту H(в кілометрах) розміщення будівельного об'єкта над рівнем моря і обчислюється за формулою

C_alt = 4H –1 (H> 0,5 km); C_alt = 1 (H< 0,5 км).                               (9.4)

Формула (9.4) використовується для об'єктів, розташованих у гірській місцевості, і дає орієнтовне значення в запас надійності. При наявності результатів метеорологічних спостережень за вітром, проведених у зоні будівельного майданчика, характеристичне значення вітрового навантаження обчислюється шляхом статистичного оброблення результатів строкових замірів швидкостей вітру і при цьому приймається C_alt=1.

9.11   Коефіцієнт рельєфу С_rеlвраховує мікрорельєф місцевості поблизу площадки розташування будівельного об'єкта і приймається таким, що дорівнює одиниці, за винятком випадків, коли об'єкт будівництва розташований на пагорбі або схилі.

Коефіцієнт рельєфу слід враховувати в тому випадку, коли споруда розташована на пагорбі або схилі на відстані від початку схилу не меншій, ніж половина довжини схилу або півтори висоти пагорба.

Коефіцієнт рельєфу С_relвизначається за формулами

;

;

.                                          (9.5)

У формулах (9.5) позначено:

 –ухил з підвітряного боку;

S –коефіцієнт, що визначається за рис. 9.3 для схилів і за рис. 9.4 для пагорбів.

Рисунок 9.3. Коефіцієнт Sдля схилів

Рисунок 9.4. Коефіцієнт Sдля пагорбів

На рис. 9.3 і 9.4 позначено:

      –  ухил H/Lз підвітряного боку;

L_u       -    проекція довжини підвітряного схилу на горизонталь;

L_d       -    проекція довжини завітряного схилу на горизонталь;

H      -    висота пагорба або схилу;

X       -    відстань по горизонталі від споруди до вершини;

Z       -    відстань по вертикалі від поверхні землі до споруди;

L_e        -    ефективна довжина підвітряного схилу (L_e=Lпри 0,05<<0,3; L_e=3,3Hпри >0,3).

9.12Коефіцієнт напрямку C_dirвраховує нерівномірність вітрового навантаження за напрямками вітру і, як правило, приймається таким, що дорівнює одиниці. Значення C_dir, що відрізняється від одиниці, допускається враховувати при спеціальному обґрунтуванні тільки для відкритої рівнинної місцевості та при наявності достатніх статистичних даних.

9.13Коефіцієнт динамічності C_dвраховує вплив пульсаційної складової вітрового навантаження і просторову кореляцію вітрового тиску на споруду.

Для основних типів будівель і споруд значення C_dвизначаються за графіками на рис. 9.5-9.10. Наведені на рисунках ширина і діаметр прийняті в перерізі, перпендикулярному до вітрового потоку. Значення C_dслід приймати за лівою кривою відповідного графіка.

Рисунок 9.5. Коефіцієнт Qдля кам'яних будівель і будівель із залізобетонним каркасом

У випадках, коли C_d>1,2, необхідно виконувати спеціальний динамічний розрахунок, за допомогою якого визначається вплив пульсаційної складової вітрового навантаження.

Значення C_d<1,0 враховують малу імовірність одночасного зростання пульсаційного тиску у всіх точках споруди.

Для перевірки міцності огороджувальних конструкцій, які зазнають безпосередньої дії вітру і мають площу менш як 36 м², слід приймати C_d1,0.

9.14 Коефіцієнт надійності за граничним розрахунковим значенням вітрового навантаження  визначається залежно від заданого середнього періоду повторюваності Т за табл. 9.1.

Таблиця 9.1

Проміжні значення коефіцієнта  слід визначати лінійною інтерполяцією.

Для об'єктів масового будівництва допускається середній період повторюваності Т приймати таким, що дорівнює встановленому терміну експлуатації конструкції T_ef.

Для об'єктів, що мають підвищений рівень відповідальності, для яких технічним завданням встановлена імовірність Р неперевищення (забезпеченість) граничного розрахункового значення вітрового навантаження протягом встановленого терміну служби, середній період повторюваності граничного розрахункового значення вітрового навантаження обчислюється за формулою

T= T_efK_p,                                                         (9.6)

де К_р –коефіцієнт, визначений за табл. 9.2 залежно від імовірності Р.

Таблиця 9.2

Проміжні значення коефіцієнта К_р слід визначати лінійною інтерполяцією.

9.15 Коефіцієнт надійності за експлуатаційним розрахунковим значенням вітрового навантаження  визначається за табл. 9.3 залежно від частки часу, протягом якої можуть порушуватися умови другого граничного стану.

Таблиця 9.3

Проміжні значення коефіцієнта  слід визначати лінійною інтерполяцією.

Значення  приймається за нормами проектування конструкцій або встановлюється завданням на проектування залежно від їхнього призначення, відповідальності та наслідків виходу за граничний стан. Для об'єктів масового будівництва допускається приймати
 = 0,02.

9.16 При розрахунку кріплень елементів огороджень до несучих конструкцій у кутах споруди і по зовнішньому контуру покриття слід враховувати місцевий від'ємний тиск вітру з аеродинамічним коефіцієнтом С_аеr= –2, розподілений вздовж поверхонь на ширині 1,5м. (рис. 9.11).

Рисунок 9.11. Ділянки з підвищеним від'ємним тиском вітру

9.17При проектуванні високих споруд, відносні розміри яких задовольняють умову
h/d>7, необхідно додатково виконувати перевірочний розрахунок на вихрове збудження (вітровий резонанс); тут h –висота споруди, d –мінімальний розмір поперечного перерізу, розташованого на рівні 2/3h.

10 ОЖЕЛЕДНО-ВІТРОВІ НАВАНТАЖЕННЯ

10.1Ожеледно-вітрові навантаження слід враховувати при проектуванні повітряних ліній зв'язку, контактних мереж електрифікованого транспорту, антенно-щоглових пристроїв та інших подібних споруд.

10.2Ожеледно-вітрові навантаження слід враховувати як сукупність ваги ожеледних відкладень і нормального тиску вітру на покриті ожеледдю елементи.

10.3Ожеледно-вітрові навантаження є епізодичними, для кожної складової яких (ожеледних відкладень і вітру) встановлено граничні розрахункові значення.

10.4Граничне розрахункове значення ваги ожеледних відкладень визначається за формулою

,                                                       (10.1)

де –коефіцієнт надійності за граничним значенням ваги ожеледних відкладень, що визначається згідно з 10.10;

С_е –характеристичне значення ваги ожеледних відкладень, що визначається за 10.5 для лінійного ожеледного навантаження і за 10.6 для поверхневого ожеледного навантаження.

10.5 Характеристичне значення лінійного розподіленого по довжині ожеледного навантаження (Н/м), для елементів кругового перерізу діаметром до 70 ммвключно (проводів, тросів, відтяжок щогл, вант тощо) слід визначати за формулою

                                       (10.2)

де b –товщина стінки ожеледі, мм, що визначається за табл. 10.1 з урахуванням вимог 10.7;

k –коефіцієнт, який враховує зміну товщини стінки ожеледі по висоті hі приймається за табл. 10.2;

d –діаметр проводу, троса, мм;

 –коефіцієнт, що враховує зміну товщини стінки ожеледі залежно від діаметра елементівкругового перерізу dі приймається за табл. 10.3;

 –густина льоду, яка приймається 0,9 г/см³;

g –прискорення вільного падіння, м/с².

Таблиця 10.1

Таблиця 10.2

Таблиця 10.3

Примітки (до табл. 10.1-10.3):

Примітка 1. Проміжні значення величин слід визначати лінійною інтерполяцією.

Примітка 2.Товщину стінки ожеледі на підвішених горизонтальних елементах кругового перерізу (тросах, проводах, канатах) допускається приймати на висоті розташування їхнього приведеного центра ваги.

Примітка 3. Товщину стінки ожеледі на проводі діаметром до 10 ммслід приймати, як на проводі діаметром 10 мм.

Примітка 4. Для визначення ожеледного навантаження на горизонтальні елементи кругової циліндричної форми діаметром до 70 ммтовщину стінки ожеледі, наведену в табл. 10.1, слід зменшувати на
10 %.

10.6   Граничне розрахункове значення поверхневого ожеледного навантаження (Па) на площинні елементи слід визначати за формулою

,                                                   (10.3)

де  – відношення площі поверхні елемента, що піддається обледенінню, до повної площі поверхні елемента. При відсутності даних спостережень допускається приймати таким, що дорівнює 0,6. Інші позначення такі самі, як у формулі (10.2).

10.7   Характеристичне значення товщини стінки ожеледі b(мм), яке перевищується в середньому один раз за 50 років, на елементах кругового перерізу діаметром 10 мм, розташованих на висоті 10 мнад поверхнею землі, визначається залежно від ожеледного району по карті (рис. 10.1) або за додатком Ж.

Товщина стінки ожеледі b(мм) на висоті 200 мі вище приймається за табл. 10.1.

Для гірських районів Карпат і Криму, а також у дуже пересічених місцевостях (на вершинах гір і пагорбів, на перевалах, на високих насипах, у закритих гірських долинах, улоговинах, глибоких виїмках тощо) дані про товщину стінки ожеледі слід приймати на підставі спеціальних спостережень.

10.8   Граничне розрахункове значення нормального тиску вітру на покриті ожеледдю елементи визначається за формулою

,                                                      (10.5)

де  –коефіцієнт надійності за граничним значенням нормального тиску вітру на покриті ожеледдю елементи, що визначається згідно з 10.11.

Рисунок 10.1. Карта районування території України за характеристичними значеннями товщини стінки ожеледі

Рисунок 10.2. Карта районування території України за характеристичними значеннями вітрового тиску при ожеледі