BUDOWNICTWO OGÓLNE I MATERIAAY BUDOWLANE projekt 7 OBCIÅ»ENIA BUDOWLI zasady ustalania wartoÅ›ci Dr inż. Wojciech SÅ‚omka, Instytut Inżynierii Ochrony Åšrodowiska OBCIÅ»ENIA BUDOWLI - ZASADY USTALANIA WARTOÅšCI PN-82/B-02000 PODSTAWOWE OZNACZENIA F - siÅ‚a, obciążenie (ogólnie), Fa - obciążenie wyjÄ…tkowe, G - obciążenie staÅ‚e, Gk - wartość charakterystyczna obciążenia staÅ‚ego, Q - obciążenie zmienne, Qk - wartość charakterystyczna obciążenia zmiennego, Ä… - współczynnik redukcji obciążenia, ² - współczynnik dynamiczny, Å‚f - współczynnik obciążenia (częściowy współczynnik bezpieczeÅ„stwa), Å‚n - współczynnik konsekwencji zniszczenia konstrukcji, Èd - współczynnik części dÅ‚ugotrwaÅ‚ej obciążenia zmiennego, Èo - współczynnik jednoczesnoÅ›ci obciążeÅ„ zmiennych. Klasyfikacja obciążeÅ„ Klasyfikacja obciążeÅ„ PODZIAA OBCIÅ»EC W zależnoÅ›ci od czasu trwania i sposobu dziaÅ‚ania, obciążenia dzieli siÄ™ na: - staÅ‚e, - zmienne, - wyjÄ…tkowe (akcydentalne). Obciążenia zmienne dzieli siÄ™ na: technologiczne - zależne od funkcji budowli i sposobu jej użytkowania oraz Å›rodowiskowe - zależne od Å›rodowiska, w którym budowla siÄ™ znajduje. Wyróżnia siÄ™ dÅ‚ugotrwaÅ‚Ä… część obciążenia zmiennego. Klasyfikacja obciążeÅ„ DO OBCIÅ»EC STAAYCH NALEÅ»: a) ciężar wÅ‚asny staÅ‚ych elementów budowli i konstrukcji, w tym elementów noÅ›nych i osÅ‚onowych, b) ciężar wÅ‚asny gruntu w stanie rodzimym, nasypów i zasypów i parcie z niego wynikajÄ…ce, c) siÅ‚a wstÄ™pnego sprężenia konstrukcji. DO OBCIÅ»EC ZMIENNYCH NALEÅ»: a) Obciążenia zmienne w caÅ‚oÅ›ci dÅ‚ugotrwaÅ‚e np. część konstrukcji o zmiennym poÅ‚ożeniu w czasie użytkowania, ciężar urzÄ…dzeÅ„ zwiÄ…zanych z użytkowaniem budowli (kotÅ‚y, rurociÄ…gi), b) Obciążenia zmienne w części dÅ‚ugotrwaÅ‚e np. obciążenia suwnic, c) Obciążenia zmienne w caÅ‚oÅ›ci krótkotrwaÅ‚e np. obc. Å›niegiem, wiatrem, d) Obciążenia wyjÄ…tkowe np. uderzenia pojazdami, dziaÅ‚anie pożaru. Zasady ustalania wartoÅ›ci obciążeÅ„ Zasada ogólna. ProjektujÄ…c budowle i konstrukcje budowlane należy ustalić obciążenia wystÄ™pujÄ…ce w stadium eksploatacji i w stadium montażu, a w niezbÄ™dnych przypadkach także w stadium wykonywania, przechowywania, remontu i transportowania elementów konstrukcji. Rozróżnia siÄ™ nastÄ™pujÄ…ce wartoÅ›ci obciążeÅ„: - wartość charakterystycznÄ… Gk (obc. staÅ‚ego),Qk (obc. zmiennego), - wartość obliczeniowÄ…Å‚f Gk, Å‚f Qk, - wartość obciążenia zmiennego do kombinacji obciążeÅ„ Èo Qk, - wartość dÅ‚ugotrwaÅ‚Ä… obciążenia zmiennego Èd Qk, - wartość obciążenia wyjÄ…tkowego Fa. Zasady ustalania wartoÅ›ci obciążeÅ„ Wartość charakterystyczna jest podstawowÄ… wartoÅ›ciÄ… obciążenia. Ustala siÄ™ jÄ…, zgodnie z PN-76/B-03001, jako: - dla obciążeÅ„ staÅ‚ych - wartość Å›redniÄ…, - dla obciążeÅ„ zmiennych - wartość majÄ…cÄ… okres powrotu co najmniej równy zakÅ‚adanemu okresowi eksploatacji konstrukcji lub inny uzasadniony ekonomicznie i zapewniajÄ…cy bezpieczeÅ„stwo konstrukcji . WartoÅ›ci charakterystyczne obciążeÅ„ sÄ… 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. Zasady ustalania wartoÅ›ci obciążeÅ„ Wartość obliczeniowa jest iloczynem wartoÅ›ci charakterystycznej i współczynnika obciążenia Å‚f (częściowego współczynnika bezpieczeÅ„stwa). KAÅ»DEMU OBCIÅ»ENIU ODPOWIADA WAAÅšCIWA MU WARTOŚĆ WSPÓACZYNNIKA OBCIÅ»ENIA WartoÅ›ci współczynnika obciążenia należy przyjmować zgodnie z niniejszÄ… normÄ… lub normami zwiÄ…zanymi. Wartość obciążenia zmiennego do kombinacji obciążeÅ„ jest iloczynem wartoÅ›ci charakterystycznej i współczynnika jednoczesnoÅ›ci obciążeÅ„ Èo. WartoÅ›ci współczynnika Èo należy przyjmować zgodnie z rozdz. 4. PN-82/B-02000 Wartość dÅ‚ugotrwaÅ‚a obciążenia zmiennego jest iloczynem wartoÅ›ci charakterystycznej i współczynnika Èd . WartoÅ›ci współczynnika Èd należy przyjmować zgodnie z PN-82/B-02003 p. 3.3. Wartość obciążenia wyjÄ…tkowego należy przyjmować zgodnie z PN-82/B-02004 p. 6, a w innych przypadkach ustalać indywidualnie Zasady ustalania wartoÅ›ci obciążeÅ„ OBCIÅ»ENIE DYNAMICZNE. Dynamiczne dziaÅ‚anie obciążenia należy uwzglÄ™dniać wykonujÄ…c obliczenie dynamiczne lub mnożąc wartoÅ›ci charakterystyczne przez współczynnik dynamiczny ². WartoÅ›ci współczynnika dynamicznego dla niektórych rodzajów obciążeÅ„ sÄ… podane w PN-82/B-02003, p. 5, PN-82/B-02004, PN-86/B-02005, PN-77/B-02011. Obciążenie budowli w stadium montażu. UstalajÄ…c obciążenia konstrukcji w stadium montażu można zmniejszyć wartoÅ›ci obliczeniowe obciążeÅ„ zmiennych o 20 % w stosunku do wartoÅ›ci przyjÄ™tych dla stadium eksploatacji. Szczególne przypadki obciążenia obliczeniowego. W przypadku budowli, których zniszczenie pociÄ…gnęłoby za sobÄ… katastrofalne skutki spoÅ‚eczne i materialne, obciążenie obliczeniowe wg 3.4 należy pomnożyć przez współczynnik konsekwencji zniszczenia Å‚n . Jego wartoÅ›ci należy okreÅ›lać zgodnie z normami branżowymi, a w przypadku ich braku ustalać indywidualnie. KOMBINACJE OBCIÅ»EC. W razie jednoczesnego dziaÅ‚ania dwóch lub kilku różnych obciążeÅ„, obliczenia powinny być wykonywane z uwzglÄ™dnieniem najbardziej niekorzystnych kombinacji tych obciążeÅ„ lub odpowiadajÄ…cych im siÅ‚ wewnÄ™trznych. Kombinacje te należy ustalać zgodnie z rozdz. 4. KOMBINACJE OBCIÅ»EC ZASADA OGÓLNA Kombinacje obciążeÅ„ ustala siÄ™ w zależnoÅ›ci od rozpatrywanego stanu granicznego wg PN-76/B-03001, w wyniku analizy możliwych wariantów jednoczesnego dziaÅ‚ania różnych obciążeÅ„, uwzglÄ™dniajÄ…c przy tym, że niektóre z nich mogÄ… nie wystÄ™pować lub zmieniać schemat przyÅ‚ożenia siÅ‚. Obciążenia powinny być tak zestawione, aby dawaÅ‚y najbardziej niekorzystny efekt w rozpatrywanym stanie granicznym. KOMBINACJE OBCIÅ»EC W STANACH GRANICZNYCH NOÅšNOÅšCI Postanowienia ogólne. W stanach granicznych noÅ›noÅ›ci należy stosować dwie kombinacje: a) podstawowÄ…, skÅ‚adajÄ…cÄ… siÄ™ z obciążeÅ„ staÅ‚ych i zmiennych, obowiÄ…zujÄ…cÄ… w obliczeniach wszelkich konstrukcji, b) wyjÄ…tkowÄ…, skÅ‚adajÄ…cÄ… siÄ™ z obciążeÅ„ staÅ‚ych, niektórych zmiennych i jednego obciążenia wyjÄ…tkowego; w uzasadnionych przypadkach można uwzglÄ™dniać wiÄ™cej niż jedno obciążenie wyjÄ…tkowe. Kombinacja wyjÄ…tkowa obowiÄ…zuje jedynie w przypadkach, gdy ze wzglÄ™du na przeznaczenie, użytkowanie lub lokalizacjÄ™ budowli mogÄ… wystÄ…pić obciążenia wyjÄ…tkowe wymienione w punkcie 2.4 normy (np. uderzenia pojazdami, wybuch). W stanach granicznych noÅ›noÅ›ci stosuje siÄ™ wartoÅ›ci współczynnika obciążenia wiÄ™ksze lub mniejsze od jednoÅ›ci, zgodnie z punktem 3.4 normy. KOMBINACJE OBCIÅ»EC Kombinacja podstawowa skÅ‚ada siÄ™ z obciążeÅ„ staÅ‚ych oraz zmiennych, uszeregowanych wg ich znaczenia, z przynależnymi do kolejnego miejsca wartoÅ›ciami współczynnika jednoczesnoÅ›ci Èo . Kombinacja podstawowa ma postać m n "Å‚ G + "¨ Å‚ Q (1) fi ki oi fi ki 1 1 WartoÅ›ci współczynnika Èo podano w tablicy. W uzasadnionych przypadkach, za obciążenie podstawowe można uznać wiÄ™cej niż jedno obciążenie zmienne, jeżeli odpowiada mu wartość współczynnika części dÅ‚ugotrwaÅ‚ej obciążenia zmiennego Èd e" 0,8. KOMBINACJE OBCIÅ»EC WartoÅ›ci współczynnika jednoczesnoÅ›ci obciążeÅ„ zmiennych Lp. Znaczenie obciążenia zmiennego i ¨oi 1 Podstawowe 1 1,0 2 Drugie 2 0,9 3 Trzecie 3 0,8 4 Wszystkie pozostaÅ‚e 4 0,7 KOMBINACJE OBCIÅ»EC KOMBINACJA WYJTKOWA W kombinacji wyjÄ…tkowej wszystkie wartoÅ›ci obciążeÅ„ zmiennych należy pomnożyć przez współczynnik ¨o = 0,8, niezależnie od ich liczby i znaczenia, z wyjÄ…tkiem przypadków podanych w normach projektowania konstrukcji w rejonach sejsmicznych lub w innych normach. Kombinacja wyjÄ…tkowa ma postać m n (2) "Å‚ G + 0,8"Å‚ Q + F fi ki fi ki a 1 1 KOMBINACJE OBCIÅ»EC KOMBINACJE OBCIÅ»EC W STANACH GRANICZNYCH UÅ»YTKOWANIA Postanowienia ogólne. W stanach granicznych użytkowania rozróżnia siÄ™ dwie kombinacje: a) podstawowÄ…, która dotyczy wszystkich konstrukcji, b) obciążeÅ„ dÅ‚ugotrwaÅ‚ych, dotyczÄ…cÄ… tylko tych konstrukcji, dla których ma znaczenie czas wystÄ™powania obciążenia ze wzglÄ™du na peÅ‚zanie, zarysowanie lub zmiany wytrzymaÅ‚oÅ›ci materiaÅ‚u konstrukcyjnego (żelbet, drewno, tworzywa sztuczne). Jest to kombinacja, w której wystÄ™pujÄ… wszystkie obciążenia staÅ‚e oraz części dÅ‚ugotrwaÅ‚e obciążeÅ„ zmiennych. W stanach granicznych użytkowania stosuje siÄ™ jednÄ… wartość współczynnika obciążenia Å‚f = 1,0. KOMBINACJE OBCIÅ»EC KOMBINACJA PODSTAWOWA skÅ‚ada siÄ™ ze wszystkich obciążeÅ„ staÅ‚ych oraz z jednego najniekorzystniejszego obciążenia zmiennego bez zmniejszenia. Kombinacja podstawowa ma postać: m (3) "G + Qk ki 1 KOMBINACJA OBCIÅ»EC DAUGOTRWAAYCH skÅ‚ada siÄ™ ze wszystkich obciążeÅ„ staÅ‚ych oraz dÅ‚ugotrwaÅ‚ych części obciążeÅ„ zmiennych. Kombinacja obciążeÅ„ dÅ‚ugotrwaÅ‚ych ma postać m n (4) "G + 0,8"¨ Q ki di ki 1 1 WartoÅ›ci współczynnika ¨di, przez które mnoży siÄ™ obciążenia zmienne, aby otrzymać ich części dÅ‚ugotrwaÅ‚e, podano w PN-82/B-02003 tabl. 2.