Структурная надежность

Чтобы узнать о структурной устойчивости белка, см. « Устойчивость (эволюция)» .

Надежность — это способность конструкции противостоять таким событиям, как пожар, взрывы, удары или последствия человеческой ошибки , без повреждения в степени, непропорциональной первоначальной причине, как это определено в EN 1991-1-7 Еврокода о случайных действиях .

Конструкция, спроектированная и построенная как надежная, не должна подвергаться непропорциональному разрушению (прогрессирующему разрушению) при случайной нагрузке. Некоторые виды зданий, особенно крупнопанельные системы и здания из сборного железобетона , непропорционально более подвержены обрушению; другие, такие как монолитные бетонные конструкции , непропорционально менее восприимчивы. Метод, используемый для придания прочности конструкции, обычно зависит от типа конструкции и адаптируется к ней, поскольку в зданиях со стальным каркасом конструктивная прочность обычно достигается за счет соответствующего проектирования системы соединений между составляющими каркаса.

Рекомендации по проектированию

Для достижения структурной устойчивости и снижения риска непропорционального обрушения используются три альтернативные меры, иногда совместно. Это:

• Снижение возможности возникновения случайной загрузки.
• Предотвращение распространения возможного первоначального отказа и увеличение избыточности. Сюда входят косвенный метод и метод альтернативного пути загрузки.
• Проектирование конструкции, способной выдерживать случайные нагрузки. Иногда его называют методом сопротивления специфической нагрузке.

Требования устойчивости в Еврокодах

Требования к конструкциям классов последствий 2 и 3 можно найти в EN 1991-1-7 Еврокод 1 – Воздействия на конструкции – Часть 1-7: Общие действия – Случайные действия. Дополнительные требования и требования к конструкциям класса последствий 1 можно найти в частях Еврокода, посвященных конкретным материалам, EN 1992 для бетонных конструкций, EN 1993 для стальных конструкций и так далее.

В стандарте EN 1991-1-7 здания классифицируются по классам последствий с учетом типа здания, заполняемости и размера.

Класс последствий 1 , незначительные последствия отказа:

• Одноместные дома высотой не более 4 этажей.
• Сельскохозяйственные постройки.
• Здания, в которые люди заходят редко, при условии, что никакая часть здания не находится ближе к другому зданию или зоне, куда люди заходят, чем на расстояние, в 1,5 раза превышающее высоту здания.

Класс последствий 2а , низшая группа риска – средние последствия аварии:

• 5-этажные одноместные дома.
• Гостиницы не выше 4 этажей.
• Квартиры, апартаменты и другие жилые дома не выше 4 этажей.
• Офисы не выше 4 этажей.
• Производственные здания высотой не более 3 этажей.
• Торговые помещения высотой не более 3 этажей площадью менее 1000 м. ² площадь пола на каждом этаже.
• Одноэтажные учебные корпуса.
• Все здания высотой не более двух этажей, в которые допускаются посетители, и площадь которых не превышает 2000 м2. ² на каждом этаже.

Класс последствий 2б , верхняя группа риска – средние последствия аварии:

• Гостиницы, квартиры, апартаменты и другие жилые здания высотой более 4, но не более 15 этажей.
• Учебные здания высотой более одного этажа, но не более 15 этажей.
• Торговые помещения высотой более 3, но не более 15 этажей.
• Больницы высотой не более 3 этажей.
• Офисы выше 4 этажей, но не выше 15 этажей.
• Все здания, в которые допускаются граждане и площадь которых превышает 2000 м2. ² но не более 5000 м ² на каждом этаже.
• Парковка для автомобилей не выше 6 этажей.

Класс последствий 3 , тяжелые последствия отказа:

• Все здания, определенные выше как класс 2, нижний и верхний класс последствий, превышающие ограничения по площади и этажности.
• Все здания, в которые допускаются представители общественности в значительном количестве.
• Стадион, вмещающий более 5000 зрителей.
• Здания, содержащие опасные вещества и/или процессы.

Для зданий, предназначенных для более чем одного типа использования, класс последствий должен быть самым тяжелым.

Здания класса опасности 1 должны быть спроектированы и построены в соответствии с EN 1990–1999 для обеспечения устойчивости при нормальном использовании; не требуется никаких особых расчетов (требуемых EN 1991-1-7) в отношении случайных действий по неустановленным причинам.

Здания класса опасности 2а (в дополнение к тому, что рекомендуется для класса опасности 1) должны быть обеспечены эффективными горизонтальными связями или эффективным креплением подвесных полов к стенам.

Здания класса опасности 2b (в дополнение к тому, что рекомендуется для классов опасности 1 и 2а) должны быть обеспечены эффективными вертикальными связями во всех несущих колоннах и стенах, или, в качестве альтернативы, здание должно быть проверено, чтобы убедиться, что после условного удаления каждой опоры колонны и каждой балки, поддерживающей колонну, или любой условной секции несущей стены (по одной на каждом этаже здания), здание остается устойчивым, а локальные повреждения не превышают определенного предела. Если удаление таких колонн и секций стен приведет к повреждению, превышающему согласованный предел, такие элементы должны быть спроектированы как ключевой элемент.

Для зданий класса опасности 3 требуется систематическая оценка риска здания с учетом как предсказуемых, так и непредвиденных опасностей.

См. также

• Экстремальная нагрузка на конструкции — программное обеспечение для структурного анализа. Страницы, отображающие описания викиданных в качестве запасного варианта.
• Список структурных сбоев и обрушений
• Структурный отказ – способность конструкции выдерживать расчетную структурную нагрузку без разрушения. Страницы с краткими описаниями целей перенаправления.

Внешние ссылки

• EN 1991-1-7 Еврокод 1. Воздействия на конструкции. Часть 1-7. Общие действия. Случайные действия.
• SCI P391 Структурная прочность зданий со стальным каркасом
• Практическое руководство по обеспечению устойчивости конструкций и предотвращению непропорционального обрушения зданий.
• Проектирование сборных железобетонных конструкций с учетом случайных нагрузок Ир. Арнольд Ван Акер
• Как спроектировать бетонные здания, чтобы удовлетворить требованиям непропорционального обрушения O Brooker BEng, CEng, MICE, MIStructE
• Требования Ассоциации портландцемента к структурной целостности бетонных зданий
• Обзор международных исследований структурной устойчивости и непропорционального обрушения
• Структурная безопасность, включающая CROSS и SCOSS