POLSKI KOMITET NORMALIZACJI, MIAR l JAKOŚCI	POLSKA NORMA			PN-82/B-02000
		Obciążenia budowli			Zamiast: PN-74/B-02009
								Grupa katalogowa 0702
		Zasady ustalania wartości
Actions on building structures Principles of the establishment of the values		Charges des bâtiments et des ouvrage d'art Régles d'etablissement des valeurs	Нагрузки строителных конструкций Правила установления значений

UKD 624.042:69.001.2

Zgłoszona przez Ministerstwo Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych

Ustanowiona przez Polski Komitet Normalizacji, Miar i Jakości dnia 28 czerwca 1982 r. jako norma obowiązująca od dnia 1 lipca 1983 r. (Dz. Norm. i Miar nr 2/1983, poz. 2)

SPIS TREŚCI

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy.

1.2. Zakres stosowania normy.

1.3. Określenia

1.4. Podstawowe oznaczenia

2. KLASYFIKACJA OBCIĄŻEŃ

2.1. Podział obciążeń.

2.2. Obciążenia stałe.

2.3. Obciążenia zmienne

2.4. Obciążenia wyjątkowe.

3. ZASADY USTALANIA WARTOŚCI OBCIĄŻEŃ

3.1. Zasada ogólna.

3.2. Wartości obciążeń.

3.3. Wartość charakterystyczna

3.4. Wartość obliczeniowa

3.5. Wartość obciążenia zmiennego do kombinacji obciążeń

3.6. Wartość długotrwała obciążenia zmiennego

3.7. Wartość obciążenia wyjątkowego

3.8. Obciążenie dynamiczne.

3.9. Obciążenie budowli w stadium montażu.

3.10. Szczególne przypadki obciążenia obliczeniowego.

3.11. Kombinacje obciążeń.

4. KOMBINACJE OBCIĄŻEŃ

4.1. Zasada ogólna.

4.2. Kombinacje obciążeń w stanach granicznych nośności

4.3. Kombinacje obciążeń w stanach granicznych użytkowania

INFORMACJE DODATKOWE

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy.

Przedmiotem normy są zasady ustalania wartości obciążeń budowli w obliczeniach projektowych konstrukcji.

1.2. Zakres stosowania normy.

Normę stosuje się do wszelkich budowli, niezależnie od ich przeznaczenia i rodzaju stosowanych materiałów, z wyjątkiem budowli lub materiałów, dla których oddzielne normy stanowią inaczej.

1.3. Określenia

1.3.1. obciążenie

- wszelkie działanie fizyczne, które zmienia stan systemu konstrukcyjnego (powoduje naprężenia, odkształcenia, przemieszczenia lub zarysowania). Obciążenie jest:

- siłą uogólnioną lub zespołem sił, skupionych lub rozłożonych, działających na konstrukcję bezpośrednio,

- wymuszeniem lub ograniczeniem odkształceń konstrukcji (obciążenie pośrednie).

1.3.2. obciążenie stałe

- obciążenie, którego wartość, kierunek i położenie pozostają niezmienne w czasie użytkowania budowli lub w innym rozpatrywanym okresie, np. w czasie montażu lub remontu.

1.3.3. obciążenie zmienne

- obciążenie, którego wartość, kierunek i położenie mogą się zmieniać w czasie użytkowania budowli lub w innym rozpatrywanym okresie.

1.3.4. część długotrwała obciążenia zmiennego

- obciążenie, które występuje długo, nieprzerwanie lub z przerwami, w stosunku do czasu użytkowania konstrukcji i czasu pojawiania się ewentualnych stałych zmian właściwości materiałów konstrukcyjnych.

1.3.5. obciążenie zmienne nieruchome

- obciążenie zmienne w czasie, które ma określony, niezmienny kierunek i niezmienne położenie.

1.3.6. obciążenie zmienne ruchome

- obciążenie zmienne w czasie, które może mieć dowolny rozkład przestrzenny na całej konstrukcji.

1.3.7. obciążenie wielokrotnie zmienne

- obciążenie zmieniające swą wartość (bez zmiany znaku lub ze zmianą znaku) co najmniej 105 razy w przewidywanym okresie użytkowania konstrukcji i wywołujące jej zmęczenie.

1.3.8. obciążenia zmienne technologiczne

- obciążenia wynikające z założonej eksploatacji budowli.

1.3.9. obciążenia zmienne montażowe

- obciążenia elementów lub konstrukcji powstające w stadium budowy, montażu lub remontu budowli.

1.3.10. obciążenia zmienne środowiskowe

- obciążenia wywierane na konstrukcję przez naturalne środowiska, w których się ona znajduje lub mające swe źródło w tych środowiskach.

1.3.11. obciążenie temperaturą

- różnica temperatury konstrukcji w jej przekrojach oraz różnica temperatury konstrukcji w stosunku do jej temperatury w czasie budowy lub montażu.

1.3.12. obciążenie wstępnym sprężeniem

- siła sprężająca, zewnętrzna w stosunku do konstrukcji lub elementu (w stadium sprężenia).

1.3.13. obciążenie wymuszonym przemieszczeniem

- wymuszenie przemieszczenia konstrukcji lub jej części, np. osiadaniem gruntu lub niedokładnym wykonaniem, wywołujące siły wewnętrzne i naprężenie w konstrukcji.

1.3.14. obciążenie statyczne

- obciążenie, którego wartość przyrasta powoli, nie wywołując sił bezwładności w konstrukcji.

1.3.15. obciążenie dynamiczne

- obciążenie działające udarowo lub cyklicznie, wywołujące siły bezwładności w konstrukcji.

1.3.16. obciążenie wyjątkowe

- obciążenie, które może wystąpić w wyniku mało prawdopodobnych zdarzeń w przewidywanym okresie użytkowania budowli.

1.3.17. wartość charakterystyczna obciążenia

- wartość obciążenia o przyjętym prawdopodobieństwie nie przekroczenia, w kierunku niebezpiecznym, w ciągu określonego czasu (okresu użytkowania budowli lub innego okresu odniesienia) albo, w przypadku braku danych statystycznych, wartość nominalna, ustalona odpowiednio do przewidywanego sposobu użytkowania konstrukcji, warunków fizycznych lub prawnych.

1.3.18. wartość obliczeniowa obciążenia

- wartość obciążenia nie korzystniejsza od wartości charakterystycznej, równa iloczynowi tej ostatniej i współczynnika obciążenia.

1.3.19. współczynnik obciążenia

- częściowy współczynnik bezpieczeństwa, uwzględniający możliwość wystąpienia wartości obciążenia nie korzystniejszej od wartości charakterystycznej.

1.3.20. współczynnik konsekwencji zniszczenia konstrukcji

- częściowy współczynnik bezpieczeństwa przyjmowany w celu dodatkowego zwiększenia lub zmniejszenia bezpieczeństwa konstrukcji w zależności od stopnia zagrożenia życia ludzkiego i wielkości strat gospodarczych.

1.3.21. współczynnik jednoczesności obciążeń zmiennych

- współczynnik uwzględniający zmniejszone prawdopodobieństwo jednoczesnego wystąpienia kilku różnych obciążeń o wartościach charakterystycznych.

1.3.22. współczynnik części długotrwałej obciążenia zmiennego

- współczynnik określający wartość długotrwałą obciążenia zmiennego.

1.3.23. współczynnik redukcji obciążenia

- współczynnik uwzględniający zmniejszone prawdopodobieństwo jednoczesnego wystąpienia wartości charakterystycznej jednego obciążenia na dużej powierzchni jednego stropu lub na kilku poziomach jednego ustroju konstrukcyjnego.

1.3.24. współczynnik dynamiczny

- współczynnik zwiększający obciążenie statyczne do wartości równoważnej obciążeniu dynamicznemu.

1.3.25. kombinacja obciążeń

- zestawienie obciążeń i ich wartości przy sprawdzaniu stanów granicznych systemu konstrukcyjnego lub jego elementów.

1.4. Podstawowe oznaczenia

F - siła, obciążenie (ogólnie),

F_a - obciążenie wyjątkowe,

G - obciążenie stałe,

G_k - wartość charakterystyczna obciążenia stałego,

Q - obciążenie zmienne,

Q_k - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego,

α - współczynnik redukcji obciążenia,

β - współczynnik dynamiczny,

γ_f - współczynnik obciążenia (częściowy współczynnik bezpieczeństwa),

γ_n - współczynnik konsekwencji zniszczenia konstrukcji,

ψ_d - współczynnik części długotrwałej obciążenia zmiennego,

ψ_o - współczynnik jednoczesności obciążeń zmiennych.

2. KLASYFIKACJA OBCIĄŻEŃ

2.1. Podział obciążeń.

W zależności od czasu trwania i sposobu działania, obciążenia dzieli się na:

- stałe,

- zmienne,

- wyjątkowe (akcydentalne).

Obciążenia zmienne dzieli się na technologiczne - zależne od funkcji budowli i sposobu jej użytkowania oraz na środowiskowe - zależne od środowiska, w którym budowla się znajduje.

Wyróżnia się długotrwałą część obciążenia zmiennego.

2.2. Obciążenia stałe.

Do obciążeń stałych należą:

a) ciężar własny stałych elementów budowli i konstrukcji, w tym elementów nośnych i osłonowych,

b) ciężar własny gruntu w stanie rodzimym, nasypów i zasypów i parcie z niego wynikające,

c) siła wstępnego sprężenia konstrukcji.

2.3. Obciążenia zmienne

2.3.1. Obciążenia zmienne w całości długotrwałe.

Do obciążeń tych należą:

a) ciężar własny tych części konstrukcji, których położenie może być zmieniane w czasie użytkowania budowli,

b) ciężar własny urządzeń związanych na stałe z użytkowaniem budowli, np. ciężar przewodów i rurociągów z armaturą, kotłów, pieców, zbiorników, stałych urządzeń dźwigowych, silników, aparatury, obrabiarek i przenośników taśmowych,

c) ciężar własny i parcie ciał stałych (sypkich), cieczy i gazów wypełniających urządzenia lub przez nie transportowanych w procesie ich eksploatacji, ciśnienie powietrza (podciśnienie i nadciśnienie) w szybach wentylacyjnych itd.,

d) obciążenie gruntem budowli zagłębionych w gruncie, ciśnienie górotworu,

e) parcie wody o stałym poziomie jej zwierciadła. O obciążenie temperaturą w procesie eksploatacji urządzeń stałych.

2.3.2. Obciążenia zmienne w części długotrwałe.

Do obciążeń tych należą:

a) obciążenia stropów w pomieszczeniach magazynowych, przemysłowych, mieszkalnych, użyteczności publicznej oraz inwentarskich,

b) ciężar wody o zmiennym poziomie jej zwierciadła,

c) ciężar pyłu, jeżeli jego gromadzeniu się nie można zapobiegać,

d) siły wywołane nierównomiernym osiadaniem podłoża, któremu nie towarzyszą zmiany struktury gruntu,

e) siły wynikające ze skurczu, pełzania lub relaksacji elementów konstrukcji,

f) ciężar ludzi, urządzeń i materiałów w miejscach remontu maszyn i urządzeń,

g) obciążenia od urządzeń dźwigowo-transportowych, np. suwnic mostowych, wciągarek, ładowarek, wykorzystywanych w czasie eksploatacji konstrukcji,

h) parcie gruntu wynikające z działania innych obciążeń zmiennych w części długotrwałych.

2.3.3. Obciążenia zmienne w całości krótkotrwałe.

Do obciążeń tych należą:

a) obciążenia powstające w czasie wykonywania, transportu i wznoszenia konstrukcji budowlanych, w czasie montażu i przestawiania wyposażenia, a także obciążenia od tymczasowo składanych na budowie wyrobów, materiałów i ziemi, z wyjątkiem obciążeń w miejscach specjalnie przeznaczonych na składanie i przechowywanie materiałów,

b) obciążenie powodowane przez urządzenia w czasie ich rozruchu i zatrzymywania, w warunkach przejściowych i badawczych,

c) obciążenie śniegiem,

d) obciążenie wiatrem,

e) obciążenia termiczne pochodzenia klimatycznego,

f) oblodzenie,

g) parcie kry lodowej,

h) obciążenia wywołane warunkami produkcji i właściwościami materiałów budowlanych, np. zwiększenie ciężaru świeżego betonu, zawilgocenie betonów komórkowych,

i) obciążenie gruntem występujące doraźnie oraz w okresach budowy, przebudowy i remontów, np. parcie przy zasypaniu lub odkopaniu fundamentów, parcie na prowizoryczne ściany oporowe, parcie wynikające z działania innych obciążeń zmiennych w całości krótkotrwałych,

j) obciążenia próbne.

2.4. Obciążenia wyjątkowe.

Do obciążeń wyjątkowych należą:

a) uderzenia pojazdami,

b) obciążenia sejsmiczne,

c) obciążenia spowodowane wybuchem,

d) działanie pożaru,

e) obciążenia spowodowane awarią urządzeń, wyjątkowymi zakłóceniami procesu technologicznego,

f) obciążenia spowodowane nierównomiernym osiadaniem podłoża, któremu towarzyszy zmiana struktury gruntu (odkształcenia gruntów osiadających przy nawilżeniu, odkształcenia powierzchni ziemi w rejonach wyrobisk górniczych oraz na obszarach krasowych i lessowych), obciążenia wywoływane przemarzaniem gruntu,

g) obciążenia od pojazdów specjalnych, np. w czasie transportu specjalnych urządzeń lub elementów konstrukcyjnych o wyjątkowo dużej masie,

h) uderzenia dźwignic i wciągników przejezdnych o kozły odbojowe,

i) obciążenia spowodowane powodzią,

j) obciążenie huraganowym wiatrem.

3. ZASADY USTALANIA WARTOŚCI OBCIĄŻEŃ

3.1. Zasada ogólna.

Projektując budowle i konstrukcje budowlane należy ustalić obciążenia występujące w stadium eksploatacji i w stadium montażu, a w niezbędnych przypadkach także w stadium wykonywania, przechowywania, remontu i transportowania elementów konstrukcji.

3.2. Wartości obciążeń.

Rozróżnia się następujące wartości obciążeń:

- wartość charakterystyczną G_k, Q_k,

- wartość obliczeniową γ_fG_k, γ_fQ_k,

- wartość obciążenia zmiennego do kombinacji obciążeń ψ_oQ_k,

- wartość długotrwałą obciążenia zmiennego ψ_dQ_k,

- wartość obciążenia wyjątkowego F_a.

3.3. Wartość charakterystyczna

jest podstawową wartością obciążenia. Ustala się ją, zgodnie z PN-76/ B-03001, jako:

- dla obciążeń stałych - wartość średnią,

- dla obciążeń zmiennych - wartość mającą okres powrotu co najmniej równy zakładanemu okresowi eksploatacji konstrukcji lub inny uzasadniony ekonomicznie i zapewniający bezpieczeństwo konstrukcji¹⁾.

¹⁾ Wartość charakterystyczna obciążenia śniegiem wg PN-80/B-02010 ma okres powrotu 5 lat.

Wartości charakterystyczne obciążeń są podane, np. w PN-82/B-02001, PN-82/B-02003, PN-82/B-02004, PN-86/B-02005, PN-80/B-02010, PN-77/B-02011.

3.4. Wartość obliczeniowa

jest iloczynem wartości charakterystycznej i współczynnika obciążenia γ_f (częściowego współczynnika bezpieczeństwa). Każdemu obciążeniu odpowiada właściwa mu wartość współczynnika obciążenia.

Wartości współczynnika obciążenia należy przyjmować zgodnie z niniejszą normą lub normami związanymi.

3.5. Wartość obciążenia zmiennego do kombinacji obciążeń

jest iloczynem wartości charakterystycznej i współczynnika jednoczesności obciążeń ψ_o.

Wartości współczynnika ψ_o należy przyjmować zgodnie z rozdz. 4.

3.6. Wartość długotrwała obciążenia zmiennego

jest iloczynem wartości charakterystycznej i współczynnika ψ_d.

Wartości współczynnika ψ_d należy przyjmować zgodnie z PN-82/B-02003 p. 3.3.

3.7. Wartość obciążenia wyjątkowego

należy przyjmować zgodnie z PN-82/B-02004 p. 6, a w innych przypadkach ustalać indywidualnie.

3.8. Obciążenie dynamiczne.

Dynamiczne działanie obciążenia należy uwzględniać wykonując obliczenie dynamiczne lub mnożąc wartości charakterystyczne przez współczynnik dynamiczny β.

Wartości współczynnika dynamicznego dla niektórych rodzajów obciążeń są podane w PN-82/B-02003, p. 5, PN-82/B-02004, PN-86/B-02005, PN-77/B-02011.

3.9. Obciążenie budowli w stadium montażu.

Ustalając obciążenia konstrukcji w stadium montażu można zmniejszyć wartości obliczeniowe obciążeń zmiennych o 20% w stosunku do wartości przyjętych dla stadium eksploatacji.

3.10. Szczególne przypadki obciążenia obliczeniowego.

W przypadku budowli, których zniszczenie pociągnęłoby za sobą katastrofalne skutki społeczne i materialne, obciążenie obliczeniowe wg 3.4 należy pomnożyć przez współczynnik konsekwencji zniszczenia γ_n.

Jego wartości należy określać zgodnie z normami branżowymi, a w przypadku ich braku ustalać indywidualnie.

3.11. Kombinacje obciążeń.

W razie jednoczesnego działania dwóch lub kilku różnych obciążeń, obliczenia powinny być wykonywane z uwzględnieniem najbardziej niekorzystnych kombinacji tych obciążeń lub odpowiadających im sił wewnętrznych. Kombinacje te należy ustalać zgodnie z rozdz. 4.

4. KOMBINACJE OBCIĄŻEŃ

4.1. Zasada ogólna.

Kombinacje obciążeń ustala się w zależności od rozpatrywanego stanu granicznego wg PN-76/B-03001, w wyniku analizy możliwych wariantów jednoczesnego działania różnych obciążeń, uwzględniając przy tym, że niektóre z nich mogą nie występować lub zmieniać schemat przyłożenia sił. Obciążenia powinny być tak zestawione, aby dawały najbardziej niekorzystny efekt w rozpatrywanym stanie granicznym.

4.2. Kombinacje obciążeń w stanach granicznych nośności

4.2.1. Postanowienia ogólne.

W stanach granicznych nośności należy stosować dwie kombinacje:

a) podstawową, składająca się z obciążeń stałych i zmiennych,

b) wyjątkową, składającą się z obciążeń stałych, niektórych zmiennych i jednego obciążenia wyjątkowego; w uzasadnionych przypadkach można uwzględniać więcej niż jedno obciążenie wyjątkowe.

Kombinacja podstawowa obowiązuje w obliczeniach wszelkich konstrukcji, kombinacja wyjątkowa jedynie w przypadkach, gdy ze względu na przeznaczenie, użytkowanie lub lokalizację budowli mogą wystąpić obciążenia wyjątkowe wymienione w 2.4.

W stanach granicznych nośności stosuje się wartości współczynnika obciążenia większe lub mniejsze od jedności, zgodnie z 3.4.

4.2.2. Kombinacja podstawowa

składa się z obciążeń stałych oraz zmiennych, uszeregowanych wg ich znaczenia, z przynależnymi do kolejnego miejsca wartościami współczynnika jednoczesności ψ_o. Kombinacja podstawowa ma postać

(1)

Wartości współczynnika ψ_o podano w tablicy. W uzasadnionych przypadkach, za obciążenie podstawowe można uznać więcej niż jedno obciążenie zmienne, jeżeli odpowiada mu wartość współczynnika części długotrwałej obciążenia zmiennego ψ_o
0,8.

Wartości współczynnika jednoczesności obciążeń zmiennych

Lp.	Znaczenie obciążenia zmiennego	i	ψoi
1	Podstawowe	1	1,0
2	Drugie	2	0,9
3	Trzecie	3	0,8
4	Wszystkie pozostałe	4	0,7

4.2.3. Kombinacja wyjątkowa.

W kombinacji wyjątkowej wszystkie wartości obciążeń zmiennych należy pomnożyć przez współczynnik ψ_o = 0,8, niezależnie od ich liczby i znaczenia, z wyjątkiem przypadków podanych w normach projektowania konstrukcji w rejonach sejsmicznych lub w innych normach. Kombinacja wyjątkowa ma postać

(2)

4.3. Kombinacje obciążeń w stanach granicznych użytkowania

4.3.1. Postanowienia ogólne.

W stanach granicznych użytkowania rozróżnia się dwie kombinacje:

a) podstawową,

b) obciążeń długotrwałych.

Kombinacja podstawowa dotyczy wszystkich konstrukcji.

Kombinacja obciążeń długotrwałych dotyczy tylko tych konstrukcji, dla których ma znaczenie czas występowania obciążenia ze względu na pełzanie, zarysowanie lub zmiany wytrzymałości materiału konstrukcyjnego (żelbet, drewno, tworzywa sztuczne).

Jest to kombinacja, w której występują wszystkie obciążenia stałe oraz części długotrwałe obciążeń zmiennych.

W stanach granicznych użytkowania stosuje się jedną wartość współczynnika obciążenia γ_f = 1,0.

4.3.2. Kombinacja podstawowa

składa się ze wszystkich obciążeń stałych oraz z jednego najniekorzystniejszego obciążenia zmiennego bez zmniejszenia.

Kombinacja podstawowa ma postać:

(3)

4.3.3. Kombinacja obciążeń długotrwałych

składa się ze wszystkich obciążeń stałych oraz długotrwałych części obciążeń zmiennych.

Kombinacja obciążeń długotrwałych ma postać

(4)

Wartości współczynnika Ψ_di, przez które mnoży się obciążenia zmienne, aby otrzymać ich części długotrwałe, podano w PN-82/B-02003 tabl. 2.

KONIEC

INFORMACJE DODATKOWE

1. Instytucja opracowująca normę

- Centralny Ośrodek Badawczo-Projektowy Budownictwa Ogólnego.

2. Istotne zmiany w stosunku do PN-74/B-02009:

a) dostosowano normę do wymagań PN-76/B-03001,

b) dostosowano normę do wymagań CT CЭB 1407-78,

c) wykorzystano ustalenia Raportu Technicznego ISO/TR 6116--1981,

d) zmieniono klasyfikacje obciążeń,

e) zmieniono kombinacje obciążeń,

f) obciążenia stałe i zmienne przeniesiono do norm: PN-82/B-02001, PN-82/B-02003 i PN-82/B-02004.

3. Normy związane

PN-82/B-02001 Obciążenia budowli. Obciążenia stałe

PN-82/B-02003 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe

PN-82/B-02004 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Obciążenia pojazdami

PN-86/B-02005 Obciążenia budowli. Obciążenia suwnicami pomostowymi, wciągarkami i wcięgnikami

PN-80/B-02010 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie śniegiem

PN-77/B-02011 Obciążenia w obliczeniach statycznych. Obciążenie wiatrem

PN-76/B-03001 Konstrukcje i podłoża budowli. Ogólne zasady obliczeń

4. Dokumenty międzynarodowe i normy zagraniczne

RWPG CT CЭB 1407-78 Строительные конструкции и основания. Нагрузки и воздействия. Основные положения, 1978 - norma zgodna, z wyjątkiem niektórych postanowień dotyczących klasyfikacji i kombinacji obciążeń

ISO Technical Report ISO/TR 6116-1981 Actions on structures

CSRS ČSN 730035 Zatiżeni stavebnich konstrukci, 1976

Dania DS 410 Actions on building structures, 1977

NRD TGL 32274 Lastannahmen für Bauten

RFN DIN 1055 Lastannahmen für Bauten

USA ANSI A58.I-1972 Building code requirements for minimum design loads in buildings and other structures

ZSRR CНиП II-6-74 Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования

5. Autorzy projektu normy

- prof. dr hab. inż. Stanisław Kuś, mgr inż. Andrzej Gieros, mgr inż. Jerzy Antoni Żurański - Centralny Ośrodek Badawczo-Projektowy Budownictwa Przemysłowego BISTYP.

6. Wydanie 3

- stan aktualny: grudzień 1993 - uaktualniono normy związane oraz wprowadzono poprawkę

poprawka 1 - Biuletyn PKNMiJ nr 5/1984.

 

---