Принципы проектирования деревянных конструкций по предельным состояниям эксплуатационной пригодности в соответствии с требованиями европейских стандартов

Предельные состояния, связанные с функционированием сооружения или его конструктивных элементов в условиях нормальной эксплуатации, комфортом людей и внешним видом строений, классифицируются как предельные состояния эксплуатационной пригодности.Термин «внешний вид» включает в себя большой прогиб и обширное трещинообразование, но не эстетические критерии.Как правило, требования к эксплуатационной пригодности определяются отдельно для каждого проекта.Следует различать обратимые и необратимые предельные состояния эксплуатационной пригодности.

При проверке по предельным состояниям по эксплуатационной надежностинеобходимо учитывать следующие явления:

a) деформации, которые влияют навнешний вид сооружения, комфорт посетителей, функционирование сооружения (включая функционирование машин илислужб) и могут вызвать повреждение отделки или ненесущих элементов конструкции;

б) вибрации, которыепричиняют дискомфорт людям и функционально ограничивают эффективность эксплуатации сооружения;

в) повреждения, которые, предположительно, отрицательно воздействуют навнешний вид,долговечность илифункционирование сооружения.

Дополнительные положения, связанные критериями эксплуатационной пригодности, даны в Еврокодах EN 1992 – EN 1999.В EN 1995 Еврокод 5 указано, что деформация сооружения, которая может произойти в результате таких воздействий как осевые или сдвигающие усилия, изгибающие моменты и узловые скольжения, а также от влажности, должна оставаться в пределах соответствующих границ с учётом возможности повреждения поверхности материалов, потолков, перекрытий, перегородок и отделочных материалов, функциональных потребностей и требованиями внешнего вида.

В Европейском стандарте EN 1995 проведена конкретизация требований по расчёту по предельным состояния эксплуатационной пригодности для деревянных конструкций, в частности требований по деформациям.

Деформация сооружения, которая может произойти в результате воздействий (таких как осевые и сдвигающие усилия, изгибающие моменты и узловые скольжения), а также от влажности, должна оставаться в пределах соответствующих границ с учетом вероятной возможности повреждения поверхности материалов, потолков, перекрытий, перегородок и отделочных материалов, и функциональных потребностей наряду с требованиями в отношении внешнего вида.Мгновенная деформация (см. рис.3) может быть определена для нормативногосочетания воздействий с использованием среднего значения соответствующего модуля упругости, модуля сдвига и модуля скольжения, как указано в п.п. 6.5.3(2)а EN 1990.

Примечание. Нормативное сочетание, как правило, используется для необратимых предельных состояний.

Окончательная деформация (см.рис.3) может быть рассчитана для практически постоянной комбинации воздействий согласно 6.5.3(2)с EN 1990.

Рис. 3. Компоненты прогиба

Для компонентов прогиба применены следующие обозначения:

w_c предварительная кривизна (строительный подъем), если таковой применяется;

w_inst мгновенный прогиб;

w_creep прогиб от ползучести материала;

w_fin конечный прогиб;

w_net,fin конечный прогиб нетто.

Прогиб нетто ниже прямой линии между опорами w_net,fin принимается как:

Примечание: Рекомендуемые пределы граничных значений прогибов для балок с пролетом приводятся в табл.1, в зависимости от уровня деформации, рассматриваемой как допускаемая. Информацию о национальных аспектах и выбора граничных значений на национальном уровне приводятся в Национальных приложениях.

Таблица 1