Проектирование по еврокодам

Еврокоды в строительстве - это комплекс стандартов по проектированию конструкций, разработанных Европейским комитетом стандартизации (CEN) с начала 1990-х годов с целью охвата вопроса проектирования несущих конструкций. Еврокоды вместе с Евростандартами представляют собой замкнутый аппарат управления надежностью и контроля долговечности здания, соответствующим национальной системе (см. табл.).

Национальная система	Европейская система
Система ДБН и СНиП, касающиеся промышленных, общественных зданий, других конструкций, коррозии и т.д.	Система Еврокодов на основе проектирование, влияния и нагрузки для проектирования различных конструкций и т.д.
Система ДСТУ и ГОСТ в развитие ДБН и СНиП	Система Евростандартов (EN) для развития Еврокодов

Использование Еврокодов стало правомерным с 1 июля 2013 в соответствии с ДБН А.1.1-94: 2010 «Проектирование строительных конструкций по Еврокодам. Основные положения». Гармонизированные документы выданы с обозначением ДСТУ-Н Б EN 1991 - EN 1999 и ДСТУ-Н Б В.1.2-13:2008 (EN 1990), большинство из которых состоят из ряда «Частей» и Национальных  приложений (Изменения в ДСТУ-Н EN ), которыми имплементируется документ CEN. В Европейском союзе обязательная СЕ-маркировка строительной продукции (стандарт EN 1090), согласно которой несущая способность металлических конструкций должна быть рассчитана по Еврокодам.

Постановление Кабинета Министров Украины № 547 от 23 мая 2011 года (с изменениями) утверждает Порядок применения строительных норм, разработанных на основе национальных технологических традиций, и строительных норм, гармонизированных с нормативными документами Европейского Союза. Действие этого Порядка распространяется на осуществление проектирования конструкций зданий и сооружений строительства (нового строительства и реконструкции), которые по классу последствий (ответственности) относятся к объектам с незначительными (СС1), средними (СС2) и значительными (СС3) последствиями.

Выбор того, по каким из нормативных документов осуществлять проектирование строительных металлоконструкций, определяет Заказчик вместе с проектировщиком в задании на проектирование.

В проектной документации на один объект не могут одновременно применяться различные строительные нормы.

Каждая страна (Национальный орган по стандартизации) реализует Еврокод или соответствующую часть Еврокода как Национальный стандарт, опубликовав переведенный (идентичный) текст. Национальные приложения к каждому имплементированому документу публикуются от имени и с разрешения национальных компетентных органов власти и учитывают особенности географических и климатических условий, например, карты районирования снежного покрова и ветрового давления), средств жизни, установленных уровней безопасности.

Для проектирования стальных конструкций базовым документом является ДСТУ-Н Б EN 1993-1-1:2010 «Еврокод 3. Проектирование стальных конструкций».

Еврокод 3 применяется для проектирования стальных конструкций зданий и сооружений гражданского назначения. Он отвечает принципам и техническим требованиям безопасности и эксплуатации конструкций, основам их проектирования и проверенного расчета, приведенным в EN 1990 - Основы проектирования конструкций.

 Еврокод 3 охватывает лишь требования по несущей способности, эксплуатационной пригодности, долговечности и огнестойкости стальных конструкций. Другие требования, касающиеся, например, тепло- или звукоизоляции, не рассматриваются.

 Еврокод 3 предназначен для применения совместно с такими нормативными документами:

- EN 1990 "Основы проектирования конструкций";

- EN 1991 "Нагрузка на конструкции";

- EN, ETAG и ETA на строительные изделия, относящиеся к стальным конструкциям;

- EN 1090 "Изготовление стальных конструкций. Технические требования ";

- EN 1992 - ЕN 1999 в частях, касающихся стальных конструкций или их элементов.

 Еврокод 3 разделен на следующие части:

- EN 1993-1 Проектирование стальных конструкций. Основные положения. Общие правила и правила для зданий.

- EN 1993-2 Проектирование стальных конструкций. Стальные мосты.

- EN 1993-3 Проектирование стальных конструкций. Башни, мачты и вытяжные трубы.

- EN 1993-4 Проектирование стальных конструкций. Силосы, резервуары и трубопроводы.

- EN 1993-5 Проектирование стальных конструкций. Сваи.

- EN 1993-6 Проектирование стальных конструкций. Подкрановые конструкции.

 При использовании EN 1993-2 - EN 1993-6 необходимо учитывать общие правила, установленные в EN 1993-1. Правила, приведенные в EN 1993-2 - EN 1993-6, дополняют общие правила, установленные в EN 1993-1.

EN 1993-1 «Основные положения. Общие правила и правила для зданий» включает:

- EN 1993-1-1 Проектирование стальных конструкций. Общие правила и правила для зданий.

- EN 1993-1-2 Проектирование стальных конструкций. Проектирование конструкций с учетом огнестойкости.

- EN 1993-1-3 Проектирование стальных конструкций. Холодноформованные элементы и листы.

- EN 1993-1-4 Проектирование стальных конструкций. Нержавеющие стали.

- EN 1993-1-5 Проектирование стальных конструкций. Листовые конструктивные элементы.

- EN 1993-1-6 Проектирование стальных конструкций. Прочность и устойчивость оболочек.

- EN 1993-1-7 Проектирование стальных конструкций. Прочность и устойчивость плоских листовых конструкций при воздействии поперечной нагрузки.

- EN 1993-1-8 Проектирование стальных конструкций. Проектирование соединений.

- EN 1993-1-9 Проектирование стальных конструкций. Усталостная прочность стальных конструкций.

- EN 1993-1-10 Проектирование стальных конструкций. Выбор стали за ударной вязкостью и свойствами в направлении толщины проката.

- EN 1993-1-11 Проектирование стальных конструкций. Проектирование конструкций со стальными элементами, работающими на растяжение.

- EN 1993-1-12 Проектирование стальных конструкций. Дополнительные правила для конструкций из высокопрочной стали.

Основные отличия от национальной нормативной базы

Среди основных отличий в подходах к проектированию стальных конструкций по Еврокодам по сравнению с соответствующими ДБН следует отметить:

-          Еврокоды ориентированы на компьютерные, а не ручные методы расчета. На практике в Европе широко используются пакеты прикладных программ, которые сокращают рутинные операции. В нашей стране также пока разработано специализированное программное обеспечение по проектированию и расчету металлоконструкций с реализацией различных аспектов расчетных положений по Еврокодам, в частности в комплексах ЛИРА-САПР и СКАД.

-          В зависимости от характера работы конструкции, в европейских нормах заложена необходимость учета геометрической и физической нелинейности. На практике при статическом расчете чаще всего учитывается геометрическая нелинейность.

-        При статическом расчете Еврокоды требуют учета теоретических начальных несовершенств системы двумя путями:

          1 моделирование системы с геометрическими отклонениями;

          2 задания моделирующих несовершенства эквивалентных усилий.

На практике рекомендуется применять второй подход.

-          Поперечные сечения элементов по напряженно-деформированному состоянию делятся на 4, а не 3 класса, как в ДБН. Процесс определения класса по сути является проверкой потери местной устойчивости частей сечения при действии нормальных напряжений. Класс сечения определяет формулы дальнейшего расчета элемента.

-        Система частичных коэффициентов надежности по материалу, условиями работы, нагрузками и т.п. в ДБН фактически соответствует Еврокодам. Однако в общем случае Еврокоды сводят их к общим (приведенным) коэффициентам надежности по нагрузкам и несущей способностью.

 -          В Еврокодах отсутствуют директивные ограничения по гибкости и перемещений элементов. В вопросе регулирования деформаций Еврокоды ссылаются на Национальные приложения каждой страны, которая принимает данную систему нормативных документов.

-         В Еврокодах основной геометрической характеристикой сварных швов является не катет шва, а его высота (перпендикуляр из вершины условного сечения шва к внешней грани-гипотенузы). Также нет разделения проверки прочности сварного шва за металлом шва и границей сплавления. Фактически считается, что предел сплавления равнопрочный основному металлу, а разрушение может произойти только за металлом шва.

-          В Еврокодах к основным проверкам болтовых соединений добавлено проверку на вырывание части сечения.

Указанные различия между национальными и европейскими нормами не являются фундаментальными, они связаны прежде всего с разным уровнем технологии проектирования и изготовления металлоконструкций, традиционностью области, уровнем нормирования и контроля качества производства.

  С расширенной информацией по применению Еврокодов, а также примерами расчетов можно ознакомиться в публикациях и видеоматериалах УЦСС:

- Расчет стальных конструкций зданий в соответствии с Еврокодом 3 и национальных приложений Украины. Пособие к ДСТУ-Н Б EN 1993-1-1: 2010

- Расчет стальных конструкций зданий в соответствии с Еврокодом 3 и национальных приложений Украины

- Примеры расчета стальных конструкций зданий в согласовании с еврокодом 3 и национальным приложениями Украины