eirokodeksu piemĒroŠanas ĪpatnĪas -...

EIROKODEKSU PIEMĒROŠANAS ĪPATNĪBAS

Gatis Vilks

SIA «RBSSKALS Engineering»

Eirokodeksu daļas

Standarta Nr. Eirokodeksa daļa Standarta nosaukums

LVS EN 1990 Eirokodekss: Konstrukciju projektēšanas pamatprincipi

LVS EN 1991 Eirokodekss 1: Iedarbes uz konstrukcijām

LVS EN 1992 Eirokodekss 2: Betona konstrukciju projektēšana

LVS EN 1993 Eirokodekss 3: Tērauda konstrukciju projektēšana

LVS EN 1994 Eirokodekss 4: Tērauda un betona kompozīto konstrukciju projektēšana

LVS EN 1995 Eirokodekss 5: Koka konstrukciju projektēšana

LVS EN 1996 Eirokodekss 6: Mūra konstrukciju projektēšana

LVS EN 1997 Eirokodekss 7: Ģeotehniskā projektēšana

LVS EN 1998 Eirokodekss 8: Seismiski izturīgu konstrukciju projektēšana

LVS EN 1999 Eirokodekss 9: Alumīnija konstrukciju projektēšana

2

Ar Eirokodeksiem saistītie standarti

• Katrā Eirokodeksu sadaļā ir atrunāti ar to saistītie standarti. Saistītie standarti galvenokārt ir EN standarti, retāk ISO standarti.

• Saistītie standarti galvenokārt ir Eirokodeksu saimes standarti, materiālu standarti un izbūves standarti.

• Materiālu standartos ir aprakstītas materiālu īpašības un to testēšana.

• Izbūves standartos ir aprakstītas prasības konstrukciju izbūvei un izbūves pielaides.

3

Izbūves standarti

Standarta Nr. Standarta nosaukums Saistītie Eirokodeksi

LVS EN 13670 Betona konstrukciju izgatavošana EC2; EC4

LVS EN 1090 Tērauda konstrukciju un alumīnija konstrukciju izgatavošana EC3; EC4; EC9

LVS EN 1995-1-1 5. Eirokodekss - Koka konstrukciju projektēšana - 1-1. daļa: Vispārīgi – Kopīgie noteikumi un noteikumi būvēm

EC5

LVS EN 1996-2 6. Eirokodekss - Mūra konstrukciju projektēšana. 2. daļa: Apsvērumi projektēšanai, būvizstrādājumu izvēle un būvdarbu izpilde

EC6

LVS EN 1536 Īpašu ģeotehnisko darbu izpilde. Urbpāļi EC7

LVS EN 1537 Speciālu ģeotehnisko darbu izpilde. Ugrunts enkuri EC7

LVS EN 12063 Īpašu ģeotehnisko darbu izpilde. Rievsienas EC7

LVS EN 12699 Īpašu ģeotehnisko darbu izpilde. Dzenamie pāļi EC7

4

Eirokodeksu galvenie pieņēmumi

• Konstruktīvās shēmas izvēli un konstrukciju projektēšanu veic atbilstoši kvalificēts speciālists;

• Konstrukciju izbūvi veic speciālisti ar atbilstošām prasmēm un pieredzi;

• Konstrukciju izbūves procesā tiek veikta atbilstoša uzraudzība un kvalitātes kontrole;

• Izmantotie materiāli un izstrādājumi atbilst ar Eirokodeksiem saistītajiem standartiem;

• Konstrukcijas tiks atbilstoši ekspluatētas;

• Konstrukcijas tiks lietotas atbilstoši projektētajiem pieņēmumiem (ēkas funkcija, vide utt.)

5

Eirokodeksu pamatpieņēmumi

• Konstrukcijas ir jāprojektē un jābūvē tā, lai projektētajā kalpošanas laikā tiktu nodrošināts atbilstošs drošības līmenis un tām ir jābūt ekonomiskām;

• Konstrukcijas ir jāprojektē ar atbilstošu nestspēju, lietojamības kritēriju izpildi (izlieces, svārstības utt.) un ilgmūžību;

• Ugunsgrēka situācijā konstrukcijām ir jānodrošina nestspēja nepieciešamajam laika periodam;

• Konstrukcijas ir jāprojektē un jābūvē tā, lai konstrukcijām nebūtu neatbilstoši lieli bojājumi no ārkārtas iedarbēm.

6

Projektētais konstrukciju kalpošanas laiks

Projektētā kalpošanas

laika kategorija

Indikatīvs konstrukcijas kalpošanas ilgums, gadi

Piemēri

1 10 Pagaidu būves

2 10 līdz 15 Nomaināmi konstruktīvie elementi

3 15 līdz 30 Lauksaimniecības un līdzīga rakstura būves

4 50 Ēku konstrukcijas un citas būtiskas konstrukcijas

5 100 Monumentālas ēku konstrukcijas, tilti un citas inženierbūves

7

Konstrukciju ilgmūžība

Jāņem vērā sekojoši aspekti, lai nodrošinātu adekvātu konstrukciju ilgmūžību:

• Paredzētais vai nākotnē paredzamais ēkas izmantojums;

• Nepieciešamie projektēšanas kritēriji;

• Paredzamie vides apstākļi (vides agresivitāte);

• Izmantoto materiālu un produktu sastāvs, īpašības un ilgmūžība;

• Pamatnes īpašības;

• Konstruktīvās shēmas izvēle;

• Elementu šķērsgriezumu izvēle un mezglu izveide;

• Atbilstoši kvalificēts darbaspēks un izbūves kontrole;

• Īpaši aizsardzības pasākumi;

• Paredzētie ēkas uzturēšanas pasākumi ēkas projektētajā kalpošanas laikā.

8

Ēku drošības līmenis

Ēku drošības līmeņa sasniegšanai, ēkas tiek iedalītas Seku klasēs

Seku klase Apraksts Ēku un inženierbūvju piemēri

CC3 Augsts risks cilvēku dzīvības zaudēšanai. Ekonomiski vai sociāli augsts risks. Ļoti augsts risks apkārtējai videi.

Atbildīgas inženierbūves. Publiskas būves, kurām sagrūšanas sekas ir augstas – piemēram – koncertzāles.

CC2 Vidējs risks cilvēku dzīvības zaudēšanai. Ekonomiski vai sociāli vidējs risks. Ievērojams risks apkārtējai videi.

Dzīvojamās un biroju ēkas. Publiskas ēkas, kurām sagrūšanas sekas ir vidējas.

CC1 Zems risks cilvēku dzīvības zaudēšanai. Ekonomiski vai sociāli zems risks. Zems vai nenozīmīgs risks apkārtējai videi.

Lauksaimniecības ēkas, kurās cilvēki parasti neuzturas – piemēram noliktavas, siltumnīcas.

9

Ēku drošības klases

Ēku drošības klases (RC) atbilst ēku seku klasēm. RC1 atbilst CC1, RC2 atbilst CC2 un RC3 atbilst CC3.

Ēku drošības klases tiek aprakstītas ar drošības indeksu β.

Drošības klase Minimālās β vērtības

1 gada periodam 50 gadu periodam

RC3 5.2 4.3

RC2 4.7 3.8

RC1 4.2 3.3

10

Drošuma indekss β

11 1.28 2.32 3.09 3.72 4.27 4.75 5.20

Konstrukcijas sabrukuma iestāšanās

varbūtība atkarībā no drošuma indeksa

Piezīme. Nejaukt

Vienkāršots paņēmiens drošības līmeņa koriģēšanai

Vienkāršots veids drošības līmeņa koriģēšanai ir izmantot korekcijas koeficientu KFI.

Koeficients KFI galvenokārt ir pielietojams slodžu drošības koeficientu γF koriģēšanai. Var tikt izmantos arī materiālu drošības koeficientu γM koriģēšanai – piemēram ilgizturības aprēķinos.

Koeficients KFI

Drošības klase

RC1 RC2 RC3

KFI 0.9 1.0 1.1

12

Projektēšanas kontroles līmenis Tiek rekomendēts Projektēšanas kontroles līmeni (DSL) piesaistīt ēkas drošības klasei.

Latvijas normatīvie akti nosaka, ka III grupas būvēm ir obligāta ekspertīze, atbilstoši šīm ēkām Projektēšanas kontroles līmenis ir DSL3.

Pārējiem kontroles līmeņiem Latvijas normatīvie akti nenosaka prasības projektēšanas kontrolei. LVS EN 1990 rekomendācijas Projektēšanas kontrolei apkopotas zemāk esošajā tabulā.

Projektēšanas kontroles klase

Kontroles raksturs Minimālās rekomendētās prasības aprēķinu, rasējumu un

tehnisko specifikāciju kontrolei

DSL3 Izvērsta kontrole Kontrole, ko veic trešā puse - ekspertīze

DSL2 Parasta kontrole Kontrole, kas tiek veikta projektēšanas organizācijas iekšienē. Veic speciālists, kurš nav piedalījies konkrētā projekta projektēšanā.

DSL1 Parasta kontrole Paškontrole. Veic speciālists, kas projektējis konkrēto projektu.

13

Izbūves kontroles līmenis Izbūves standartos parasti Izbūves klase (EXC) tiek noteikta identiska Seku klasei CC. Piemēram EXC2 atbilst CC2. Izbūves klase objekta ietvaros dažādiem elementiem var atšķirties.

Viens no izņēmumiem ir tērauda konstrukciju izbūves klases. LVS EN 1090 ir noteikts, ka izbūves klase ir atkarīga ne tikai no seku klases CC, bet arī no konstrukciju izmantošanas klases SC un ražošanas klases PC (skat. tabulu).

Rekomendācija projektētājiem – orientēties izbūves standartos un specificēt projekta dokumentācijā izbūves klases EXC.

Seku klase CC1 CC2 CC3

Izmantošanas klase SC1 SC2 SC1 SC2 SC1 SC2

Ražošanas klase

PC1 EXC1 EXC2 EXC2 EXC3 EXC3 EXC3

PC2 EXC2 EXC2 EXC2 EXC3 EXC3 EXC4

14

Ēku robustums – nodrošinājums pret progresīvu sabrukumu

Prasības ēku robustuma nodrošināšanai ir dotas katras konstrukciju grupas standartā.

Izvērstāk prasības robustumam ir aprakstītas standartā LVS EN 1991-1-7 1. Eirokodekss. Iedarbes uz konstrukcijām. 1-7. daļa: Vispārīgās iedarbes. Ārkārtas iedarbes.

Standartā ir detalizētāk aprakstītas rekomendācijas Seku klašu noteikšanai.

Standartā ir dotas rekomendācijas robustuma nodrošināšanas pasākumiem.

15

Iedalījums Seku klasēs (CC) saskaņā ar LVS EN 1991-1-7 rekomendācijām

Seku klase

Būves atbilstoši to tipam un funkcijai

CC1

Privātmājas ar ne vairāk kā 4 stāviem. Lauksaimniecības būves. Ēkas, kurās cilvēki uzturas reti, un neviena no ēkas dalām neatrodas tuvāk par 1.5 ēkas augstumiem līdz blakus ēkām vai zonām, kur uzturas cilvēki.

CC2a

Privātmājas ar 5 stāviem. Viesnīcas ar ne vairāk kā 4 stāviem. Dzīvojamās ēkas ar ne vairāk kā 4 stāviem. Biroja ēkas ar ne vairāk kā 4 stāviem. Industriālās ēkas ar ne vairāk kā 3 stāviem. Mazumtirdzniecības ēkas ar ne vairāk kā 3 stāviem un katra stāva platību ne lielāku par 1’000 m2. Vienstāva izglītības iestādes. Publiskas ēkas ar ne vairāk kā 2 stāviem un katra stāva platību ne lielāku par 2’000 m2.

Seku klase

Būves atbilstoši to tipam un funkcijai

CC2b

Viesnīcas un dzīvojamās mājas ar stāvu skaitu lielāku par 4 un nepārsniedz 15 stāvus. Izglītības iestādes ar stāvu skaitu lielāku par 1 un nepārsniedz 15 stāvus. Mazumtirdzniecības ēkas ar stāvu skaitu lielāku par 3 un nepārsniedz 15 stāvus. Slimnīcas ar stāvu skaitu ne vairāk kā 3. Biroja ēkas ar stāvu skaitu lielāku par 4 un nepārsniedz 15 stāvus. Publiskas ēkas, kurās stāva platība ir robežās no 2’000 m2 līdz 5’000 m2. Auto stāvvietas ar ne vairāk kā 6 stāviem.

CC3

Visas ēkas, kas uzskaitītas CC2a un CC2b, bet tām ir lielāka stāvu platība vai stāvu skaits. Visas publiskās ēkas, kurās nav cilvēku skaita ierobežojuma. Stadioni, kuros ir vairāk par 5’000 skatītāju vietu. Ēkas, kurās ir bīstamas vielas vai procesi.

16

Robustuma nodrošinājums ēkām ar Seku klasēm CC1 un CC2a

• Ēkām ar seku klasi CC1 ir jābūt projektētām saskaņā ar atbilstošo Eirokodeksu prasībām stabilitātes nodrošināšanai normālas ekspluatācijas situācijai, papildus prasības ārkārtas iedarbēm netiek izvirzītas;

• Ēkām ar seku klasi CC2a ir jābūt projektētām saskaņā ar atbilstošo Eirokodeksu prasībām stabilitātes nodrošināšanai normālas ekspluatācijas situācijai. Papildus, ir jānodrošina pārsegumiem horizontāla saišu sistēma saskaņā ar LVS EN 1991-1-7 A.5. punkta prasībām.

17

Robustuma nodrošinājums ēkām ar Seku klasi CC2b

Ēkām ar seku klasi CC2b ir jābūt projektētām saskaņā ar atbilstošo Eirokodeksu prasībām stabilitātes nodrošināšanai normālas ekspluatācijas situācijai.

Papildus, ir jānodrošina:

• ēkas telpiskā stabilitāte un lokāls pārseguma sabrukums ne lielāks kā 15% no stāva platības un ne lielāks kā 100 m2 situācijā ,kad tiek izņemta jebkura viena kolonna vai sija, kas balsta kolonnu, vai sienas nominālā šķērsgriezuma izņemšana viena stāva robežās.

• pārsegumiem horizontāla saišu sistēma saskaņā ar LVS EN 1991-1-7 A.5. punkta prasībām, kolonnām un sienām vertikālu saišu sistēma saskaņā ar LVS EN 1991-1-7 A.6. punkta prasībām;

Ja sabrukuma platība pārsniedz 15% no stāva platības vai 100 m2, tad nepieciešamie elementi ir jāuzskata par «atslēgas elementiem» un jānodrošina to nestspēja ārkārtas iedarbju situācijās.

18

Robustuma nodrošinājums ēkām ar Seku klasi CC3

Ēkām ar seku klasi CC3 ir jāveic risku analīze. Risku analīzē ir jāiekļauj ne tikai paredzamas ārkārtas iedarbes, bet arī neparedzamas ārkārtas iedarbes.

Būtiski – veicamajiem pasākumiem saskaņā ar risku analīzi ir jābūt striktākiem kā Seku klasei CC2b.

19

Horizontālas saites pārsegumiem, kas balstīti uz kolonnām

20

Piezīme.

EC 1991-1-7 nav doti detalizēti skaidrojumi ar aprēķina metodikas izvedumiem, tādēļ šo metodi ar būvmehānikas metodēm skaidrot ir problemātiski.

Horizontālas saites pārsegumiem, kas balstās uz sienām

21

Progresīvā sabrukuma ierobežošana bezsiju pārsegumu gadījumā

• EC2 nav aprakst;its caurspiešanas zonu nodrošinājums pie ārkārtas slodzēm;

• Progresīvā sabrukuma ierobežošanai bezsiju gadījumā pielietojams «Integrity» stiegrojum, kura aprēķina skaidrojums dots Model Code 2010, volume 2 (7.3.5.6).

22

Izbūves neprecizitāšu ietekme uz ēkas stinguma sistēmu

23

Izbūves neprecizitāšu ietekme uz pārseguma un kolonnas savienojuma mezglu

24

Izbūves neprecizitāšu ietekme uz vertikāliem elementiem

25

Slodžu kombinācijas Nestspējas robežstāvoklim (ULS)

Gkj,sup – nelabvēlīga pastāvīgā slodze;

Gkj,inf – labvēlīga pastāvīgā slodze;

Qk,1 – galvenā lietderīgā slodze;

Qk,i – pavadošās lietderīgās slodzes;

ψ0 - slodzi samazinošs koeficients;

γGj,sup=1.35 – slodzes drošuma koeficients nelabvēlīgam pastāvīgās slodzes izvietojumam;

γGj,inf=1.00 – slodzes drošuma koeficients labvēlīgam pastāvīgās slodzes izvietojumam;

γQ,1=1.50 – slodzes drošuma koeficients nelabvēlīgam lietderīgās slodzes izvietojumam;

γQ,1=0.00 – slodzes drošuma koeficients labvēlīgam lietderīgās slodzes izvietojumam;

γQ,i=1.50 – slodzes drošuma koeficients nelabvēlīgam lietderīgās slodzes izvietojumam;

γQ,i=0.00 – slodzes drošuma koeficients labvēlīgam lietderīgās slodzes izvietojumam;

Pastāvīgas slodzes Galvenā lietderīgā slodze

Pavadošās lietderīgās slodzes Nelabvēlīga Labvēlīga

γGj,sup∙Gkj,sup γGj,inf∙Gkj,inf γQ,1∙Qk,1 γQ,i∙ψ0,i∙Qk,i

26

Rekomendācija. Katrā konkrētajā situācijā ir vajadzētu izvērtēt, kāda varētu būt labvēlīgas pastāvīgās slodzes minimālā vērtība.

Nelabvēlīgākā slogojuma noteikšana

• Nelabvēlīgākais slogojums balsta momentam

• Nelabvēlīgākais slogojums laiduma momentam

27

Pieļaujamās izlieču vērtības

wc – konstruktīvais pacēlums

w1 – īslaicīga izliece slogojumam pirms plaisājošu konstrukciju montāžas

w2 – ilglaicīgā izlieces daļa slogojumam pirms plaisājošu konstrukciju montāžas

w3 – ilglaicīga izliece slogojumam pēc plaisājošu konstrukciju montāžas

28

Slogojuma kombinācija

Dzelzsbetona konstrukcijas Kvazi - pastāvīgā

Tērauda konstrukcijas «Frequent» (bieža)

Pieļaujamās izlieču vērtības koka konstrukcijām

29

Sijas uz diviem balstiem L/400 L/300 L/200

Konsolsijas L/200 L/150 L/100

Spāres u.c. atšķirīgi liekti elementi L/250 L/200 L/150

30

Dzelzsbetona konstrukciju klases • Dzelzsbetona konstrukcijas tiek iedalītas klasēs S1÷S6;

• Konstrukcijām ar projektēto kalpošanas laiku 50 gadi ir noteikta konstruktīvā klase S4;

• LVS EN 1992-1-1- 4.3N tabulā ir dotas rekomendācijas konstruktīvās klases koriģēšanai:

Atkarībā no konstruktīvās klases un ārējās iedarbības klases, tiek noteikti nepieciešamie stiegrojuma aizsargslāņa biezumi.

30

Betona mehāniskās īpašības Stiegrojuma spriegumu – relatīvo garendeformāciju līkne

Vispārīgā līkne:

Vispārīgā spriegumu – relatīvo garendeformāciju līkne, kas ir izmantojama lietojamības robežstāvokļa (SLS) aprēķiniem un nestspējas robežstāvokļa (ULS) nelineāriem aprēķiniem.

Parabol – taisnstūra līkne:

Idealizēta spriegumu – relatīvo garendeformāciju līkne, kas izmantojama ULS robežstāvokļa aprēķiniem.

Bi – lineārā līkne:

Idealizēta spriegumu – relatīvo garendeformāciju līkne, kas izmantojama ULS robežstāvokļa aprēķiniem.

31

Liektu dzelzsbetona šķērsgriezumu aprēķinu metodika (1)

Vienkāršotā metode:

Atbilstoši bi-lineārajai līknei:

32

Liektu dzelzsbetona šķērsgriezumu aprēķinu metodika (2)

Atbilstoši parabol-taisnstūra līknei:

Atbilstoši vispārīgajai līknei:

Aprēķinos jāievērtē arī betona šļūde un rukums. 33

Šķērsspēka nestspējas aprēķina metodika

34

Spiesti liektu elementu šķērsgriezumu nestspēja

35

Spiesti liektu elementu deformētā stāvokļa ievērtēšana

Nominālā stinguma metode:

Nominālā izliekuma metode:

Vispārīgā metode:

36

Biaksiālās lieces ievērtēšana

37

Kolonnu balstmezglu pārbaude

38

Režģogu aprēķins • Režģogu aprēķinam pielieto «Strut and tie» modeļus.

39

Caurspiešanas aprēķinu nepilnība

40

Paldies par uzmanību!

41