11

Лекція 5. Коефіцієнти умов роботи

5.1. Коефіцієнти умов роботи у нормах проектування

Коефіцієнт умов роботи (попереднє позначення m) повинен враховувати всі особливості роботи і експлуатації конструкцій, що не враховані в явному вигляді іншими коефіцієнтами методики граничних станів. Тому це найбільш навантажений по призначенню і найменш визначений за змістом і величиною коефіцієнт. Величина враховує несприятливі умови роботи конструкції, значення – сприятливі умови роботи.

Можна вважати, що цей коефіцієнт покриває всі неточності розрахункової моделі, що виникають внаслідок її спрощення і ідеалізації, для того, щоб розрахунок міг бути виконаний з розумними працевтратами. Відомо, що у будь-якому розрахунку вводяться спрощуючі положення, зокрема основні гіпотези опору матеріалів та будівельної механіки. Назвемо тут в якості прикладів припущення щодо роботи матеріалу (наприклад, діаграма Прандтля), елементів (гіпотеза плоских перерізів), конструкцій (шарнірні вузли сталевих ферм), конструктивних систем (спрощені схеми рам ОВБ). Внаслідок цього у будь-якому розрахунку виникають неминучі відхилення, обумовлені неточністю розрахункової моделі, що мають або систематичний, або випадковий характер.

Для того щоб врахувати (або покрити!) ці похибки і забезпечити необхідну надійність конструкції, що проектується, вводиться коефіцієнт умов роботи . Можна вважати, що він має статистичну природу, в окремих випадках він детально вивчений і обґрунтований. Однак у більшості випадків його значення встановлені умоглядно («умозрительно» - рос.) на основі досвіду проектування і експлуатації. Значення коефіцієнтів умов роботи сталевих конструкцій згідно із СНиП ІІ-23-81* «Стальные конструкции» [1] наведені в табл. 5.1. Практично без змін ця таблиця перейшла в Норми України ДБН В.2.6-135:2010 «Сталеві конструкції. Норми проектування, виготовлення і монтажу» [2]

Таблиця 5.1

Коефіцієнти умов роботи сталевих конструкцій [1]

№ п/п	Елементи конструкцій	Коефіцієнти умов роботи
1	Балки суцільного перерізу і стиснуті елементи ферм перекриттів під залами театрів, клубів, кінотеатрів, під трибунами, під приміщеннями магазинів, книгосховищ і архівів тощо при вазі перекрить, рівній або більшій тимчасового навантаження	0,90
2	Колони громадських будинків і опор водонапірних башт	0,95
3	Стиснуті основні елементи (крім опорних) решітки складеного таврового перерізу з кутиків зварних ферм покриттів і перекриттів при гнучкості	0,80
4	Суцільні балки при розрахунку на загальну стійкість при	0,95
5	Затяжки, тяги, відтяжки, підвіски, виконані з прокатної сталі	0,90
6	Елементи стержневих конструкцій покрить і перекрить а) стиснуті (за винятком замкнених трубчастих перерізів) при розрахунках на стійкість б) розтягнуті у зварних конструкціях в) розтягнуті, стиснуті, а також стикові накладки в болтових конструкціях, несучих статичне навантаження, у розрахунках на міцність	0,95 0,95 1,05
7	Суцільні складені балки, колони, а також стикові накладки, що сприймають статичне навантаження і виконані за допомогою болтових з’єднань, при розрахунках на міцність	1,10
8	Перерізи прокатних і зварних елементів, а також накладок в місцях стиків, виконаних на болтах, несучих статичне навантаження, при розрахунку на міцність: а) суцільних балок і колон б) стержневих конструкцій покрить і перекрить	1,10 1,05
9	Стиснуті елементи із одиночних кутиків, що кріпляться однією полицею	0,75
10	Опорні плити із сталі до 285 МПа, що сприймають статичне навантаження, товщиною, мм: а) до 40 б) більше 40 до 60 в) більше 60 до 80	1,20 1,15 1,10

Наведемо пояснення до деяких пунктів цієї таблиці.

• Пункт 1 таблиці – менший одиниці коефіцієнт умов роботи для конструкцій при дії переважно постійного навантаження (з малим коефіцієнтом надійності за навантаженням) обґрунтовується тим, що ці відповідальні конструкції можуть зруйнуватися від будь-якого незначного випадкового довантаження (руйнування меблевого магазина в Іспанії).

• Пункт 3 таблиці – стиснені елементи значної гнучкості можуть легко набути вигини під час транспортування, монтажу та експлуатації, внаслідок чого створюється небезпека втрати стійкості ферм в цілому; понижений коефіцієнт введений після випадків таких аварій реальних ферм.

• Пункт 5 таблиці – враховує наявність різьби в елементах при розрахунку за основним перерізом.

• Пункти 6-в, 7, 8 – коефіцієнти, більші одиниці, відображають умови роботи болтових з’єднань при статичних навантаженнях, більш сприятливі порівняно зі зварними з’єднаннями.

• Пункт 9 таблиці – центрово-стиснені стержні, виконані із одиночних кутиків, в місцях зварного приєднання однією з полиць передають зусилля з ексцентриситетом, що знижує їхню несучу здатність, що враховується коефіцієнтом = 0,75.