Общие требования к расчетным моделям

Расчетные ситуации

При расчёте конструкций должны быть рассмотрены следующие расчетные ситуации (п. 3.10 ГОСТ 27751-2014):

1. Установившаяся - ситуация, имеющая продолжительность, близкую к сроку службы строительного объекта (например, эксплуатация между двумя капитальными ремонтами или изменениями технологического процесса);

2. Переходная - ситуация, имеющая небольшую по сравнению со сроком службы строительного объекта продолжительность (например, изготовление, транспортирование, монтаж, капитальный ремонт и реконструкция строительного объекта);

3. Аварийная - ситуация, соответствующая исключительным условиям работы сооружения, которые могут привести к существенным социальным, экологическим и экономическим потерям.

Коэффициенты условий работы

Возможные отклонения расчетной схемы конструктивных элементов и узлов строительного объекта от условий его реальной работы следует учитывать, используя коэффициенты условий работы (п.9 ГОСТ 27751-2014).

Коэффициенты условий работы необходимо устанавливать:

• В нормативных документах, регламентирующих расчет конструкций и оснований;

• На основе экспериментальных и теоретических данных;

• На основе данных о реальной работе материалов, конструкций и оснований в условиях производства работ и эксплуатации объекта.

Что включает в себя расчетная схема строительного объекта?

Расчетные модели (расчетные схемы) строительных объектов должны отражать действительные условия их работы и соответствовать рассматриваемой расчетной ситуации. При этом должны быть учтены конструктивные особенности строительных объектов, особенности их поведения вплоть до достижения рассматриваемого предельного состояния, а также действующие нагрузки и воздействия, в том числе влияние на строительный объект внешней среды, а также возможные геометрические и физические несовершенства (п.11 ГОСТ 27751-2014).

Расчетная схема включает в себя:

• Расчетные модели нагрузок и воздействий;

• Расчетные модели, описывающие напряженно-деформированное состояние элементов конструкций и оснований;

• Расчетные модели сопротивления.

Расчетные модели нагрузок

Расчетные модели нагрузок должны включать в себя их интенсивность (величину), место приложения, направление и продолжительность действия. Для динамических воздействий, кроме того, должны быть заданы закон изменения нагрузки во времени или характерные частоты и, при необходимости, фазовые углы и спектральные характеристики (энергетический спектр, авто- и взаимные корреляционные функции).

В некоторых случаях необходимо учитывать зависимость воздействий от реакции сооружения (например, аэроупругие эффекты при взаимодействии потока ветра с гибкими сооружениями).

В случае если невозможно точно описать параметры нагрузок, целесообразно проведение нескольких расчетов с различными допущениями.

Расчетные модели напряженно-деформированного состояния

Расчетные модели напряженно-деформированного состояния должны включать в себя определяющие соотношения, описывающие:

1. Реакцию сооружений и их конструктивных элементов при динамических и статических нагрузках;

2. Условия взаимодействия конструктивных элементов между собой и с основанием.

При этом должны быть установлены:

• Упругие или неупругие характеристики конструктивных элементов и основания;

• Параметры, характеризующие геометрически линейную или нелинейную работу конструкций;

• Физические и реологические свойства, эффекты деградации.

Расчетные модели сопротивления строительных конструкций

Расчетные схемы сопротивления строительных конструкций должны включать в себя:

1. Расчетные модели местной прочности и устойчивости, модели прочности и устойчивости элемента, модели общей устойчивости строительного объекта;

2. Расчетные модели мгновенной прочности и модели, учитывающие накопление повреждений во времени;

3. Расчетные модели прочности и деформирования основания.

В некоторых случаях, устанавливаемых в задании на проектирование, поверочный расчет необходимо выполнять с использованием данных экспериментальных исследований реальных строительных конструкций или моделей строительных объектов. Подготовку и проведение подобных испытаний, а также оценку полученных результатов следует осуществлять так, чтобы условия эксперимента были подобны условиям работы проектируемой конструкции (во время ее эксплуатации и возведения). Условия, которые не моделируются в процессе проведения эксперимента (например, долговременные характеристики), необходимо учитывать при проектировании на основе анализа полученных результатов и, при необходимости, за счет использования коэффициентов надежности.