ДБН В.1.2-2:2006 НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ. НЕКОТОРЫЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ДБН В.1.2-2:2006ДБН В.1.2-2:2006 НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ.НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ.

НЕКОТОРЫЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯНЕКОТОРЫЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ДБН В.1.2-2:2006. Общие положенияДБН В.1.2-2:2006. Общие положения

Нормативный документ ДБН В.1.2-2:2006 утвержден Нормативный документ ДБН В.1.2-2:2006 утвержден приказом Минстроя Украины от 3 июля 2006 года и приказом Минстроя Украины от 3 июля 2006 года и введен в действие с 01.01.2007 взамен СНиП 2.01.07-введен в действие с 01.01.2007 взамен СНиП 2.01.07-85.85.

Документ разработан ОАО Документ разработан ОАО УкрНИИпроектстальконструкция с участим УкрНИИпроектстальконструкция с участим Донбасской национальной академии строительства Донбасской национальной академии строительства и архитектуры, Полтавского национального и архитектуры, Полтавского национального технического университета им. Ю.Кондратюка и НПО технического университета им. Ю.Кондратюка и НПО SCAD SoftSCAD Soft..

Документ согласован Министерством чрезвычайных Документ согласован Министерством чрезвычайных ситуаций Украины, Госкомгидрометом и ситуаций Украины, Госкомгидрометом и ГоспромгорнадзоромГоспромгорнадзором..

ДБН В.1.2-2:2006 гармонизирован со стандартом ДБН В.1.2-2:2006 гармонизирован со стандартом ИСО и ЕврокодомИСО и Еврокодом..

Общие данные

1


Виды нагрузок и их значения

2ДБН В.1.2-2:2006 вводит уточненную классификацию ДБН В.1.2-2:2006 вводит уточненную классификацию видов нагрузок, которая своими формулировками видов нагрузок, которая своими формулировками несколько отличается от СНиП 2.01.07-85. В частности, несколько отличается от СНиП 2.01.07-85. В частности, длительность или кратковременность определяются длительность или кратковременность определяются через сопоставление с ожидаемыми сроками через сопоставление с ожидаемыми сроками эксплуатации объекта. эксплуатации объекта.

Нагрузки

Постоянная Переменная Эпизодическая

Длительная Кратковременная


Постоянная нагрузка (постоянная нагрузка по 1.4 СНиП 2.01.07-85) —нагрузка, которая действует практически не изменяясь в течение всего срока службы сооружения и для которой можно пренебрегать изменением ее значений во времени относительно среднего

Переменная нагрузка (временная нагрузка по 1.4 СНиП 2.01.07-85) — нагрузка, для которой нельзя пренебрегать изменением ее значения во времени относительно среднего

Длительная нагрузка (длительная нагрузка по 1.4 СНиП 2.01.07-85) — переменная нагрузка, длительность действия которой близка к установленному сроку эксплуатации конструкции Tef

Кратковременная нагрузка (кратковременная нагрузка по 1.4 СНиП 2.01.07-85) — переменная нагрузка, которая реализуются много раз в течение срока службы сооружения и для которой длительность действия намного меньше Tef

Эпизодические нагрузка (особая нагрузка по 1.4 СНиП 2.01.07-85) — нагрузка, которая реализуются чрезвычайно редко (один или несколько раз в течение срока службы сооружения) и длительность действия которой ограничивается малым сроком. Как правило, эпизодическими являются аварийные нагрузки и воздействия.

!

!


Основным нормируемым параметром нагрузки является ее характеристическое значение. Мы отказались от термина нормативная нагрузка, поскольку все их значения определены нормами и в этом смысле являются «нормативными».

Для любых видов расчета (включая и проверки второго предельного состояния) используются разнообразные расчетные значения нагрузок.

Расчетные значения

Эксплуатационное Предельное Квазипостоянное Циклическое

!

!


Предельное расчетное значение (расчетная нагрузка по 1.3а СНиП 2.01.07-85) — значение нагрузки, соответствуещее экстремальной ситуации, которая может возникнуть не более одного раза в течение срока эксплуатации конструкции, и используется для проверки предельных состояний первой группы

Эксплуатационное расчетное значение (расчетная нагрузка по 1.3в СНиП 2.01.07-85) — значение нагрузки, которое характеризует условия нормальной эксплуатации конструкции. Как правило, используется для проверки предельных состояний второй группы

Циклическое расчетное значение — значение нагрузки, которое используется для расчетов конструкций на выносливость и определяется в форме гармонического процесса, эквивалентного по результатам влияния реальному процессу переменного нагружения.

Квазипостоянное расчетное значение (нормативная нагрузка с понижен ным значением по 1.2 СНиП 2.01.07-85) — расчетное значение нагрузки, которое используется для учета реологических процессов, и определяется как уровень такого постоянного воздействия, которое эквивалентно по результирующему действию фактическому процессу нагружения


Расчетное значение

Использование видов нагрузок по типу расчета

Основные

Эпизоди-ческиеПостоя

н-ные

Переменные

Долго-временны

е

Кратко-временны

е

Эксплуатационное

б, г б б

Предельное а а а а

Циклическое в в

Квазипостоянное гТип расчета:а) проверка прочности, устойчивости и иных критериев несущей способности при однократном нагружении;б) проверка жесткости и трещиностойкости в режиме нормальной эксплуатации;в) проверка выносливости при повторных нагружениях;г) учет ползучести материалов и других реологических процессов при действии постоянных и долговременных нагрузок.


Учет фактора времени

3В качестве меры длительности существования и работы конструкций используется понятие об установленном сроке cлужбы Tef , от которого зависят значения предельных нагрузок:

• для предельных нагрузок от Tef зависит коэффициент надежности по предельному расчетному значению нагрузки;

• для эксплуатационной нагрузки через долю Tef может выражаться возможная продолжительность отказового состояния.

!


Откуда взять значения Tef ?

Установленный срок эксплуатации Tef принимается по техническому заданию, а в случае его отсутствия может быть принят по рекомендациям приложения В

Примерные сроки эксплуатации зданий и сооружений

З д а н и я: жилые и общеcтвенные производcтвенные и вcпомогательные cкладcкие cельcкохозяйcтвенные мобильные сборно-разборные мобильные контейнерные

1006060502015

И н ж е н е р н ы е c о о р у ж е н и я: моcты плотины тоннели резервуары для воды резервуары для нефти и нефтепродуктов резервуары для химической промышленности башни и мачты (в том числе опоры ВЛ и ОРУ) дымовые трубы теплицы краны-перегружатели мостовые и козловые краны

1001201208040304030302520


Характерная частота изменения:Крановые нагрузки 1/часСнеговые нагрузки 1/суткиВетровые нагрузки 1/сутки

Скорость изменения fm в зависимости от Т зависит от характерной частоты изменчивости конкретной нагрузки . Этот период мал для крановых нагрузок и велик для метеорологических нагрузок.

T, лет 50 10 1 0,1

fm 1,1 1,07 1,02 0,97

Крановые нагрузки

T, лет 1 5 10 20 40 50 60 80 100 150 200 300 500

0,24 0,55 0,69 0,83 0,96 1,00 1,04 1,10 1,14 1,22 1,26 1,34 1,44

Снеговые нагрузки

T, лет 5 10 15 25 40 50 70 100 150 200 300 500

fm 0,55 0,69 0,77 0,87 0,96 1,00 1,07 1,14 1,22 1,28 1,35 1,45

Ветровые нагрузки

!


Для проверки предельных состояний второй группы нагрузки устанавливаются в зависимости от условий эксплуатации рассматриваемой конструкции, а именно:

• если выход за предельное состояние может быть допущен в среднем один раз за Tn лет, то проверка выполняется с использованием предельного расчетного значения, соответствующего периоду Tn;

• если выход за предельное состояние может быть допущен в течение определенной части (0<<1) от установленного срока службы конструкции Tef, то проверка выполняется с использованием эксплуатационного расчетного значения, соответствующего этой части установленного срока службы (Tef).

!

Например, для радиорелейных линий связи допускается выход за допуск по углу поворота антенны в течение 2% времени, что соответствует использованию ветровой нагрузки на семидесятипроцентного значения предельной расчетной нагрузки при проверке деформаций.

Или для объекта с Tef=100 лет принимается Tn = 20 лет (межремонтный период)


Районирование по климатическим воздействиям

4В основу построения карт были взяты данные метеостанций Госкомгидромета. Для каждой метеостанции определяются расчетные значения параметров нагрузки (ветровой, снеговой, гололедной).

Данные отдельных метеостанций, нанесенные на географическую карту и соответствующим образом сглаженные, образуют поверхность, которая описывает территориальную изменчивость исследуемого параметра.

Этой поверхности свойственные случайные колебания, обусловленные погрешностями работы метеостанций, особенностями микрорельефа и микроклимата местности, другими факторами, не представляющими общие закономерности территориальной изменчивости.


Районирование по весу снегового покрова


Районирование по ветровому давлению

Д он

Ч О Р Н Е М О Р Е

А З О ВС Ь К Е М О Р Е

С ім ф еро п ол ь

Д н іп р о п ет р о вськ

К ір о во гр ад

Іван о -Ф р ан к івськ

5 0 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 к м

Р ів н е

З ап о р іж ж я

Х ер со н

М и кол а їв

О д е с а

Ч ер н ів ц і

Л у ган с ь к

Д н іп ро

В ін н и ц я

Д о н ец ьк

Х ар ків

П ол т ава

Л у ц ь к

К И ЇВ

Тер н о п іл ь `

Уж го р од

Ж и том и р

Л ьв ів

Х м ел ьн и цьк и й

Ч ер н ігів

Д он ец ь

Б уг

Д есн а

1 р ай о н 4 0 0 П а ;

2 р ай о н 4 5 0 П а ;

3 р ай о н 5 0 0 П а ;

4 р ай о н 5 5 0 П а ;

5 р ай о н 6 0 0 П а ;

- г ір ська м ісц е в іс ть .

3

1

5

3

5

1

4

3

3

2

2

4

3

4

2

3

2

С ум и

Ч ер каси


Районирование по толщине стенки гололеда


Районирование по ветровому давлению при гололеде

Р ів н е

В ін н и ц я

Л уц ь к

К И ЇВ

Т ер н о п іл ь `

Ів а н о -Ф р а н к ів сь к

Ч ер ка с

Ж и то м и р

Л ь в ів

Х м ел ь н и ц ьк и й

Ч ер н

3

3 2

2

2


При определении границ территориальных районов по сглаженным данным могут найтись местности, для которых значение исследуемого параметра:

а) превышает установленное районное значение (вероятность этого события пометим через P1);б) находится в пределах районного значения (вероятность P2);в) может быть отнесено к предыдущему району (вероятность обозначена через P3).

Математическое ожидание случайного поля исследуемого параметра для произвольной точки местности определяется путем сглаживания ординат по формуле:

где N — количество метеостанций;Qi — ордината поля, ровная значению исследуемого параметра для і-тої метеостанции; — весовая функция сглаживания; - весовая функция точности.

1 1

N N

i i i i ii i

M Qc p Q c= =

=å å

( )exp /i ic d a= -

i ip n=


Описанную методику территориального районирования можно проиллюстрировать простым примером. Рассмотрим среднегодовые толщины снежного покрова в на полосе шириной около 40 километров, которая проходит из севера на юг Украины от Семеновки Сумской области до Херсона. Благодаря сравнительно небольшой ширине полосы можно считать, что все пункты наблюдения размещены на одной прямой и их данные образуют сечение случайного поля высот снежного покрова

Х, км

Н , мм0

470

420

330

240

0 200 400 600

Район 3 Район 2 Район 1Район 4


Поскольку данные районирования могут заметно отличаться от точечных данных по метеостанциям, для крупных населенных пунктов ь(они являются местами массового строительства) в ДБН приводятся уточненные значения нагрузок.

Города областного подчинения Wо, Па Sо, Па Bо,мм WB,Па

г. Киев 383 1556 21,4 94

г. Севастополь 468 773 8,1 251

АР Крым

Симферополь 470 823 14,9 185

Алушта 462 865 14,6 141

Джанкой 496 856 15,4 189

… … … … …

Судак 477 941 14,5 149

Ялта 471 832 11,4 170

Винницкая область

Виiнница 473 1365 14,1 188

Жмеринка 488 1362 19,2 225

… … … … …

. .

ДБН В.1.2-2:2006ДБН В.1.2-2:2006

НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯНАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ

ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКАВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА

Районирование территории Украины и данные о характеристических (нормативных) значениях ветровых воздействий представлены для расчетного значения нагрузки соответствующего среднему периоду повторяемости 50 лет. Эти значения представлены картами и табличными данными для крупных населенных пунктов, которые можно считать местами сосредоточения строительных работ. При этом табличные значения могут отличаться от усредненного значения для соответствующего района.

ДБН В.1.2-2:2006. Ветровая нагрузкаДБН В.1.2-2:2006. Ветровая нагрузка


Карта ветрового районирования территории Украины предусматривает пять ветровых районов со значением нагрузки для пятидесятилетнего срока эксплуатации, меняющейся от 0,4 до 0,6 кПа, в то время как по СНиП 2.01.07-85 предусмотрены два ветровых района с расчетными значениями 0,42 и 0,53 кПа.


Основные методологические подходы к определению ветровых нагрузок на высотные здания и сооружения отличаются от принятых в предыдущих нормативных документах. Подход к определению ветровой нагрузки в предыдущих нормах Обе предыдущие редакции норм предусматривают разделение ветровой нагрузки на статическую и пульсационную составляющие. В общем случае необходимо выполнить динамический расчет с целью нахождения периодов и форм собственных колебаний, а затем найти пульсационную составляющую ветровой нагрузки. Полная ветровая нагрузка определяется как сумма статической и пульсационной составляющей.


Подход к определению ветровой нагрузки в ДБН

В ДБН использован так называемый квазистатический подход, при котором не разделяется статическая и пульсационная составляющие :

где fm - коэффициент надежности по предельному значению ветровой нагрузки; W0 - характеристическое значение ветровой нагрузки (аналог нормативного в действующих СНиП 2.01.07-85); C - коэффициент, определяемый по формуле:


C= Caer Ch Calt Crel Cdir Cd ,где Caer - аэродинамический коэффициент, Ch - коэффициент высоты сооружения, Calt - коэффициент географической высоты, Crel - коэффициент рельефа, Cdir - коэффициент направления, Cd - коэффициент динамичности.

Коэффициент высоты по существу своему аналогичен произведению коэффициентов k·ζ (k -коэффициент, учитывающий изменения ветрового давления по высоте и ζ – коэффициент пульсаций давления ветра) в нормах.


Графики возрастания скоростного напора по высоте

ДБН

СНиП II-6-74

СНиП 2.01.07-85

ДБН В.1.2-2:2006. Ветровая нагрузка. ИзмененияДБН В.1.2-2:2006. Ветровая нагрузка. Изменения

Изменение №1 относится к Изменение №1 относится к определению ветровых нагрузок и определению ветровых нагрузок и

вносится в п.п. вносится в п.п. 9.9, 9.10, 9.139.9, 9.10, 9.13

Введено в действие с 1 октября 2007 г.Введено в действие с 1 октября 2007 г.

ДБН В.1.2-2:2006. Ветровая нагрузка измененияДБН В.1.2-2:2006. Ветровая нагрузка изменения

Изменение к п.9.9 относится к определению

коэффициента высоты сооружения Ch, который учитывает увеличение ветровой нагрузки в зависимости от высоты.Ниже приведены сравнительные графики

коэффициента высоты сооружения Ch, вычисленные по ДБН В.1.2-...-2006, СНиП 2.01.07-85, и изменению №1 к ДБН В.1.2-...-2006 для разных типов местностей.


0

1

2

3

4

5

6ДБН В.1.2-2:2006

Зміна до ДБН В.1.2-2:2006СНиП 2.01.07-85

ДБН В.1.2-2:2006 2,35 2,78 3,250 3,95 4,07 4,12 4,8 4,86

Зміна до ДБН В.1.2-2:2006 1,4 1,8 1,95 2,45 2,65 2,7 2,95 3,1

СНиП 2.01.07-85 1,6 1,76 1,94 2,28 2,41 2,54 2,76 2,94

≤ 5 10,00 20,00 60,00 80,00 100,00 150,00 200,00Висота, м

коэффициент высоты сооружения Ch

А по СНиП I по ДБН


коэффициент высоты сооружения ChB по СНиП II по ДБН

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0ДБН В.1.2-2:2006


ДБН В.1.2-2:2006 1,95 2,25 2,82 3,25 3,75 4 4,25 4,55

Зміна до ДБН В.1.2-2:2006 1,2 1,5 1,85 2,45 2,6 2,7 3 3,15

СНиП 2.01.07-85 1,72 1,71 1,77 2,04 2,15 2,27 2,52 2,68

≤ 5 10,00 20,00 60,00 80,00 100,00 150,00 200,00Висота, м


коэффициент высоты сооружения ChС по СНиП III по ДБН

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0ДБН В.1.2-2:2006


ДБН В.1.2-2:2006 1,95 2,25 2,82 3,25 3,75 4 4,25 4,55

Зміна до ДБН В.1.2-2:2006 1,2 1,5 1,85 2,45 2,6 2,7 3 3,15

СНиП 2.01.07-85 1,72 1,71 1,77 2,04 2,15 2,27 2,52 2,68

≤ 5 10,00 20,00 60,00 80,00 100,00 150,00 200,00Висота, м


Методика определения ветровых загрузок заимствована из Еврокода

Отличия между методиками СНиП и Еврокода, ДБН:по СНиП скорость ветра с высотой над поверхностью земли возрастает по степенному закону;

по Еврокоду и ДБН скорость ветра с высотой над поверхностью земли возрастает по логарифмическому закону;

по СНиП интенсивность турбулентности уменьшается с высотой над поверхностью земли. Вследствие этого коэффициент пульсаций уменьшается по высоте;

по Еврокоду и ДБН интенсивность турбулентности не зависит от высоты над поверхностью земли. Вследствие этого коэффициент пульсаций увеличивается по высоте.


Общее между методиками СНиП и Еврокода, ДБН:

геострофическая высота для всех типов местностей принята

500 м;

коэффициент возрастания скоротного напора ветра принят

одинаковым — 2,75;

коэффициент обеспеченности (число стандартов) при определении пульсационной составляющей ветровой нагрузки:

по Еврокоду и ДБН — 3,5 (вероятность непревышения

0,993);

по СНиП и изменению №1 к ДБН 1,75 (вероятность

непревышения 0,92).


Сравнение параметров местности по Еврокоду (ENV 1991-2-4) и ДБН В.1.2-2:2006 с

изменением № 1


Изменение к п.9.10 касается географической высоты.

Коэффициент географической высоты относится к ограниченному числу строительных объепктов, расположенных выше 500м над уровнем моря.

В ДБН он был определен в запас надежности.

В изменении №1 к ДБН значение коэффициента географической высоты снижено и отвечает значениям, принятым для Великобритании.


Изменение к п.9.13 позволяет в некоторых случаях не учитывать пульсационную составляющую ветровой нагрузки и ее динамическое действие.

Изменение внесено исходя из наследования требований двух предыдущих редакций норм по нагрузкам и воздействиям СНиП ІІ-6-74 и СНиП 2.01.07-85.

Изменение распространяется на жесткие здания и сооружения, старший период собственных колебаний

которых не превышает 0,25 сек.

ДБН В.1.2-2:2006. Реализация в программе ДБН В.1.2-2:2006. Реализация в программе ВЕСТВЕСТ

ДБН В.1.2-2:2006. Ветровая нагрузка. Реализация в вычислительных ДБН В.1.2-2:2006. Ветровая нагрузка. Реализация в вычислительных копмлексахкопмлексах

Динамическая реакция. Некоторые общие положения

1. Линейно протяженные сооруженияквазистационарная картина обтекания

аэродинамическая передаточная функция 1аэродинамические характеристики элементов сооружения в установившемся потоке

2. Пространственные протяженные сооружениянестационарная картина обтекания

аэродинамическая передаточная функция 1аэродинамические характеристики элементов сооружения из обтекания сооружения турбулентным потоком(пространственно-временные характеристики пульсации давления ветра)



Давление ветра на уровне Z q (z,t) = qc(z) + q(z,t)

Взаимная спектральная плотность обобщенных сил(при решении задачи в обобщенных координатах)

SQiQl() = q(z1) q(z2) i(z1) i(z2) Snv (,) dS1 dS2

S – поверхность сооружения - расстояние между элементами dS1 и dS2 поверхностиz1 – высота, соответствующая элементу dS1 z2 – высота, соответствующая элементу dS2

!!!! q(z,t) !!!!!!!Snv (,)



взаимная спектральная плотность пульсаций продольной компоненты скорости

Snv (,) = Snv (,z0)Rv (,)!!!!разделение по пространству!!!!Snv (,z0) – нормированный энергетический спектр на стандартной высоте

Спектры продольной компоненты пульсаций скоростипри сильных ветрах (инерционный интервал, турбулентность изотропна)

Спектр КолмогороваS(n) = (V)2/3 n-5/3

— универсальная постоянная; — скорость диссипации энергии;n — частота (1/сек).


Спектры продольной компоненты пульсаций скорости при сильных ветрах

Динамическая реакция. Реализация нормативных требований

СНиП II-6-74, СНиП 2.01.07-85

Еврокод и ДБН В.1.2-2:2006


Формальные рекомендации Еврокода по учету динамического действия ветровой нагрузки

ДБН В.1.2-2:2006. ДБН В.1.2-2:2006.

Благодарю за внимание !

Documents

ДБН В.1.2-2:2006 НАГРУЗКИ И ВОЗДЕЙСТВИЯ. НЕКОТОРЫЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ