Главная
АИ #46 (125)
Статьи журнала АИ #46 (125)
Исследование и сравнение российских и международных норм в строительстве при про...

Исследование и сравнение российских и международных норм в строительстве при проектировании

Автор(-ы):

Галлямов Альберт Римович

Секция

Архитектура, строительство

Ключевые слова

Еврокод
свод правил
проектирование в строительстве
SCAD Office
3D модель
здание
нагрузка

Аннотация статьи

Целью работы является исследование российских и международных норм используя программный комплекс SCAD Office. Проанализировать итоговые данные полученных результатов и отобразить в сводной электронной таблице.

Текст статьи

В России существует своя система нормативных документов для проектирования строительных конструкций (ГОСТ, СНиП, СП), которые во многом идентичны документам (Еврокод) европейских государств. В процессе изучения расчетов, созданные на основании данных документов, были выявлены отличия.

При использовании современного программного комплекса SCAD, был произведен сравнительный анализ норм проектирования российских и зарубежных стран.

В основу анализа легли расчеты железобетонных каркасов по СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия», СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции» и международные стандарты EN 1990 «Основы проектирования», EN 1991 «Воздействие на конструкции», EN 1992 «Проектирование железобетонных конструкций».

Для расчета подберем усредненный железобетонный каркас с размерами здания 44,8х18,15 метров, 14 этажей, включая 2 этажа паркинга с привязкой к местности г. Уфа, Республика Башкортостан.

Первым этапом исследования проведем на основании сборников СП 20.13330.2016 и Еврокод 1: EN 1991 постоянных нагрузок и временных, учтем вес каркаса, стен, ограждения жилых помещений, кровли и полов.

При помощи программного комплекса SCAD Office параметры данных сборников задаются автоматически.

Исходя их процесса расчета согласно российским нормам коэффициент надежности применяемый для расчетной нагрузки зависит от характера нагрузок и от типа материала применяемого в строительстве:

1,1 - для стен здания и каркаса.

1,3 - для кровли и полов.

Европейски нормы сборника EN 1991-1-1. применяют коэффициент надежности 1,35 для расчетной нагрузки, вне зависимости от характера нагрузок и применяемых материалов.

Таблица 1

Итоговые расчеты российских и международных норм

Конструкция, толщина, плотность

Нагрузки по СП 20.13330.2016

Нагрузки по EN 1991-1-1.

Разница, %

Стены:

 

 

 

1-й этаж – кладка из керамического полнотелого кирпича по ГОСТ 530–2012 толщиной 250 мм + утеплитель + НФС.

17,658 кН/м

21,67 кН/м

18,5

2,9,10 –й этажи – кладка из газобетонных блоков автоклавного твердения по ГОСТ 31360–2007 D 500 толщиной 500 мм на кладочном клеевом растворе + фасадная штукатурка

6,864 кН/м

8,42 кН/м

18,5

3…8-й этажи – кладка из газобетонных блоков автоклавного твердения по ГОСТ 31360–2007 D 500 толщиной 400 мм на кладочном клеевом растворе + керамический пустотелый кирпич по ГОСТ 530-2012 толщиной 120 мм + фасадная штукатурка.

10,791 кН/м

13,24 кН/м

18,5

Перегородки

2,453 кН/м2

2,453 кН/м2

18,5

Кровля

3,06 кН/м2

3,13 кН/м2

2,2

Полы

1,846 кН/м2

1,91 кН/м2

2,2

Выводы по проведенному сравнительному анализу заключаются, что применяемые коэффициенты влияют на итоговые расчетные параметры нагрузок на конструкцию 1м2.

Проведя все сравнительные анализы в программном комплексе по сбору полезных, снеговых, ветровых нагрузок на первом этапе сравнительного анализа получили данные:

Полезная нагрузка, зависящая от пребывания людей, оборудования и массы изделия в помещении в среднем на 25,9% выше по сборникам Еврокод.

Снеговая нагрузка, действующая от снежного покрова на конструкцию каркаса и зависящая от района размещения строящегося здания в расчет принимается V снеговой район, коэффициент, применяемый для расчета по СП20.13330.2016 -2,5 кПА, по сборникам международных норм 3,2 кПА «Еврокод», что имеет разницу в 21,9%.

Примером являться наглядный график расчета на односкатную кровлю, где мы видим разницу в нагрузке.

Рис. 1. Сравнение снеговой нагрузки на односкатное покрытие

Ветровая нагрузка, которая воздействует целиком на все здание и является не постоянной нагрузкой, а переменной, при расчете и сравнении железобетонного каркаса, который имеет одинаковые условия расчета, составила:

Таблица 2

Сравнительная таблица итоговых данных по ветровой нагрузке

СП 20.13330.2016

EN 1991-1-4

1. Скорость ветра

1. Базовое значение скорости ветра

v0 =26.41 м/с - (получено пересчетом из ветрового давления по формуле (3,9) [1])

vb=cdir×cseason×vb,0 =21,9 м/с

2. Средняя скорость ветра

v0 =26.41 м/с

vm(z)=cr(z) ×co(z) ×vb=18,4 м/с

kr=0,19(z0/z0,ji)= 0,22

zmin=5 м, z0=0,3 м

cr(z)= kr×ln(z/z0)=0,84

3. Нормативное значение средней составляющей ветрового давления

3. Пиковое значение скоростного напора

w0 = 0,3 кПа

Iv(z)= s v/ vm(z)= 4,82/18,4 =0,26

qp(z)=(1+7Iv(z))0,5×r(vm(z))2=(1+7×0,26) ×0,5×1,25×18,42=0,596 кПа.

4. Тип местности

Тип местности В

Тип местности III

5. Аэродинамические коэффициенты

A: cpe= -1,0

B: cpe= 0,8

C: cpe= -0,5

D: cpe= 0,8

E: cpe= -0,5

A: cpe= -1,2

B: cpe= -0,8

C: cpe= -0,5

D: cpe= 0,7

E: cpe= -0,5

6. Ветровое давление на стены

wm=0,3×0,74×0,8=0,18кПа.

wm=0,3×0,74×(-0,5)=-0,11кПа.

we=0,7×0,596 = 0,42 кПа.

we=(-0,5)×0,596 = -0,298 кПа

7. Коэффициент надежности по нагрузке γf

γf=1,4

γf=1,5

8. Расчетное ветровое давление на стены

0,18×1,4=0,252кПа

-0,11×1,4=-0,154кПа

0,42×1,5=0,63кПа

-0,298×1,5=-0,447кПа

Второй этап являться основным расчетом в сравнительном анализе по сборникам СП 63.13330.2018 и EN 1993.

Используем вычислительный программный комплекс SCAD Office, который дает возможность произвести прочностные расчеты, запроектировать и подобрать правильное сочетание арматуры и марки бетона. Итоговые результаты из программы экспортируются в электронные таблицы, что позволяет быстро проанализировать необходимую информацию.

Задав все параметры здания и нагрузки согласно нормам проектирования в SCAD получаем необходимую модель здания.

Таблица 3

Сравнение итоговых данных, выгруженные в электронную таблицу

Конструктивные элементы

Суммарный вес элементов каркаса, рассчитанных по СП, кг

Суммарный вес элементов каркаса, рассчитанных по EN, кг

Разница, %

1

Армирование свай

41998,03

71237,3

41,04

2

Армирование ростверка

290673

319750,1

9,09

3

Армирование стен подвала

15941,53

18334,39

13,05

4

Армирование колон

40703,72

58741,82

30,71

5

Стен ядра жесткости

27723,98

29409,17

5,73

6

Армирование перекрытий

309466,3

327318,6

5,45

7

Армирование покрытий

25313,89

33568,02

24,59

8

Общая масса арматуры

751820,5

858359,4

12,41

9

Общая масса бетона

3737,837

3745,709

0,2

Рис. 2. Сравнения расхода арматуры по массе на железобетонный каркас

По данному анализу можно сделать вывод о том, что количество материала, необходимого для строительства конструкции согласно международным нормам выше на 13% по сравнению с российскими нормами. Наибольшая разница выявлена при подсчете массы арматуры колон до 31%.

Список литературы

  1. СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».
  2. СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции».
  3. Еврокод EN 1990 «Основы проектирования».
  4. Еврокод EN 1991 «Воздействие на конструкции».
  5. EN 1992 «Проектирование железобетонных конструкций».

Поделиться

708

Галлямов А. Р. Исследование и сравнение российских и международных норм в строительстве при проектировании // Актуальные исследования. 2022. №46 (125). Ч.I.С. 24-27. URL: https://apni.ru/article/4977-issledovanie-i-sravnenie-rossijskikh-i-mezhdu

Похожие статьи

Актуальные исследования

#24 (206)

Прием материалов

8 июня - 14 июня

Остался последний день

Размещение PDF-версии журнала

19 июня

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

28 июня