Прочностные расчеты
Одной из обязательных составляющих проектирования Раздела 4 «Конструктивные и объемно-планировочные решения», является прочностной расчет несущих конструкций.
В соответствии с требованиями, обязательного к применению, ГОСТ 27751-2014 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения», строительные объекты, в не зависимости от степени сложности, должны удовлетворять требованиям (критериям), соответствующим следующим предельным состояниям:
- первая группа предельных состояний - состояния строительных объектов, превышение которых ведет к потере несущей способности строительных конструкций и возникновению аварийной расчетной ситуации;
- вторая группа предельных состояний - состояния, при превышении которых нарушается нормальная эксплуатация строительных конструкций, исчерпывается ресурс их долговечности или нарушаются условия комфортности;
- особые предельные состояния - состояния, возникающие при особых воздействиях и ситуациях и превышение которых приводит к разрушению сооружений с катастрофическими последствиями.
На практике чаще всего встречается необходимость расчета по первым двум группам предельных состояний.
Правильно выполненный прочностной расчет строительных конструкций является гарантом надежности и безопасности всего здания, как на период, строительства, так и период эксплуатации. Немало важным преимуществом правильно выполненного прочностного расчета является существенная экономия средств заказчика на материалах при выполнении строительно-монтажных работ.
Кроме того, корректно выполненный прочностной расчет сводит к минимуму риски получить серьезные замечания на этапе прохождения экспертизы проектной документации, что в свою очередь исключает глобальные изменениям основных геометрических параметров несущих элементов каркаса зданий и сооружений, таких как: толщина несущих стен, сечения несущих колонн, балок, толщины перекрытий, высота этажей и т.п.
В большинстве случаев, для каркасов и металлических и железобетонных конструкций, расчеты выполняется в программно-вычислительных комплексах: Scad Office, Lira САПР, Мономах, Robot и других, путем моделирования пространственной конечно-элементной модели каркаса здания или сооружения.
В соответствии с СП 20.13330.2017 «Нагрузки и воздействия», в ходе расчета учитываются все возможные воздействия на будущее здание или сооружение: постоянные нагрузки, временные нагрузки (кратковременные и длительнодействующие, особые), а также принимаются во внимание коэффициенты сочетаний этих нагрузок для каждого расчетного сочетания усилий.
По результатам расчета, определяются:
- для металлических каркасов: сечения по прокатным сортаментам (или параметры сварных элементов) основных несущих элементов (колонны, ригели, балки, фермы, прогоны, вертикальные и горизонтальные связи), второстепенных элементов (внутренние лестницы, площадки обслуживания), марка стали.
- для железобетонных конструкций: сечения (толщины) основных несущих элементов (колонны, стены, простенки, несущие мембраны, балки, перекрытия, диафрагмы жесткости), параметры армирования несущих элементов (диаметр стержней, шаг расположения, марка стали).
Для отдельных видов конструкций выполняются специальные расчеты, такие как: расчеты на всплытие заглубленных емкостей и резервуаров, расчет на прогрессирующее разрушение в соответствии с требованиями Федерального Закона №384 от 30.12.2009 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» - для особо опасных и технически сложных объектов.
- для фундаментов зданий и сооружения: тип фундамента (свайный, плитный, столбчатый, ленточный), в зависимости от геологических условий площадки строительства, габаритные размеры фундаментов (длина, ширина, толщина – для плитных), параметры армирования (диаметр стержней, шаг расположения, марка стали)
В особых случаях, когда на объекте присутствуют стесненные условия строительства, появляется необходимость в проведении геотехнического обоснования, заключающегося в определении воздействия вновь возводимого фундамента на фундаменты существующей застройки, либо - обоснование отсутствия негативного воздействия.