Коэффициент надежности по нагрузке: Коэффициенты надежности по нагрузке γf

Коэффициенты надежности по нагрузке γf

Виды нагрузок

γf

Постоянные нагрузки

Вертикальная от веса всей толщи грунтов над тоннелем:

 

- в природном залегании

1,1

- насыпные

1,15

Вертикальная от горного давления при сводообразовании для грунтов:

 

- скальных

1,6

- глинистых

1,5

- песков и крупнообломочных

1,4

Вертикальная от давления грунта при вывалах

1,8

Горизонтальная от давления грунта

1,2 (0,7)

Гидростатическое давление

1,1 (0,9)

Собственный вес конструкций:

 

- сборных железобетонных

1,1 (0,9)

- монолитных бетонных

1,2 (0,8)

- металлических

1,05

- изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев

1,3

Длительные нагрузки

 

Вес стационарного оборудования

1,05

Температурные климатические воздействия

1,1

Силы морозного пучения

1,5

Вертикальная нагрузка от мостовых и подвесных кранов

1,1

Воздействие усадки и ползучести бетона

1,1(0,9)

Примечание: Значения коэффициента надежности по нагрузке, указанные в скобках, принимают в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к невыгодному загружению обделки

Коэффициент надежности по нагрузке.

СНиП 32-04-97 => Основные расчетные положения . Таблица 3. Коэффициенты надежности по нагрузке . 6 сооружение тоннелей . 7 постоянные...

Коэффициент надежности по нагрузке

перейти на страницу  «Сбор нагрузок»

Значения коэффициентов надежности по нагрузке

Напоминаем, что СП 20.13330.2011 уже не действует!

Согласно СП 20.13330.2016:

7.2 Коэффициенты надежности по нагрузке γf для веса строительных конструкций и грунтов приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Конструкции сооружений и вид грунтовКоэффициент надежности по нагрузке γf
Конструкции
Металлические, за исключением случаев, указанных в 2.3*1,05
Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные1,1
Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:
в заводских условиях1,2
на строительной площадке1,3
Грунты
В природном залегании1,1
На строительной площадке1,15
Примечание — При определении нагрузок от грунта следует учитывать нагрузки от складируемых материалов, оборудования и транспортных средств, передаваемые на грунт.

7.3 При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γf = 0,9, если иное значение не указано в нормах проектирования этих конструкций.

При этом следует учесть также случай пониженных значений кратковременных нагрузок.

Коэффициент надежности по нагрузке для веса оборудования

8.1.4 Коэффициент надежности по нагрузке γf для веса оборудования и материалов приведен в таблице 8.2.Таблица 8.2

Оборудование и материалы
Коэффициент надежности по нагрузке γf
Стационарное оборудование1,05
Изоляция стационарного оборудования1,2
Заполнители оборудования (в том числе резервуаров и трубопроводов):
жидкости1,0
суспензии, шламы, сыпучие тела1,1
Погрузчики и электрокары (с грузом)1,2
Складируемые материалы и изделия1,2

Коэффициенты надежности по нагрузке для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:

8.2.2 Нормативные значения нагрузок на ригели и плиты перекрытий от веса временных перегородок следует принимать в зависимости от их конструкции, расположения и характера опирания на перекрытия и стены. Указанные нагрузки допускается учитывать как равномерно распределенные добавочные нагрузки, принимая их нормативные значения на основании расчета для предполагаемых схем размещения перегородок, но не менее 0,5 кПа.

Коэффициенты надежности по нагрузке γf для равномерно распределенных нагрузок следует принимать:

1,3 — при полном нормативном значении менее 2,0 кПа;

1,2 — при полном нормативном значении 2,0 кПа и более.

Коэффициент надежности по нагрузке от веса временных перегородок следует принимать в соответствии с пунктом. 7.2. (Смотрите выше)

Сосредоточенные нагрузки на перила

Коэффициент надежности по нагрузке
Сосредоточенные нагрузки и нагрузки на перил1,2

Крановые нагрузки

9.8 Коэффициент надежности по нагрузке для крановых нагрузок, в том числе, при проверке местной устойчивости стенок балок, следует принимать равным γf =1,2 для всех режимов работы.

9.9 При учете местного и динамического действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана полное нормативное значение этой нагрузки следует умножать при расчете прочности балок крановых путей на дополнительный коэффициент, равный:

1,8 — для группы режима работы кранов 8К с жестким подвесом груза;

1,7 — для группы режима работы кранов 8К с гибким подвесом груза;

1,6 — для группы режима работы кранов 7К;

1,4 — для группы режима работы кранов 6К;

1,2 — для остальных групп режимов работы кранов.

9.10 При расчете прочности и устойчивости балок кранового пути и их креплений к несущим конструкциям расчетные значения вертикальных крановых нагрузок следует умножать на коэффициент динамичности, равный 1,2 независимо от шага колонн.

При расчете конструкций на выносливость, проверке прогибов балок крановых путей и смещений колонн, а также при учете местного действия сосредоточенной вертикальной нагрузки от одного колеса крана коэффициент динамичности учитывать не следует.

Ветровые нагрузки

10.12 Коэффициент надежности по нагрузке γf для снеговой нагрузки следует принимать равным 1,4.

Снеговые нагрузки

Коэффициент надежности по нагрузке для основной и пиковой ветровых нагрузок следует принимать равным 1,4; при расчете на резонансное вихревое возбуждение коэффициент надежности по нагрузке принимается равным 1,0.

 

saitinpro.ru

О КОЭФФИЦИЕНТАХ НАДЕЖНОСТИ - Мои статьи - Каталог статей

А.Е.Сутягин©, 2007-2012

 

«Расторопный ковач, изготовив топор иль секиру,

В воду металл, раскаливши его, чтоб ДВОЙНУЮ

Он крепость имел, погружает…»

Гомер, "Одиссея"

 

     Действующая сейчас система коэффициентов надежности (см. СНиП 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия” и соответствующие СНиП по видам конструкций) в проектирование несущих конструкций зданий и сооружений сложилась еще в советское время. На тот период данная система являлась прогрессивной, так как обеспечивала (по крайней мере в теории) равную надежность всех строительных элементов здания (сооружения) при минимальной весе конструкций здания (сооружения). При массовом (на всей территории страны) строительстве в то время такой подход был оправдан.

 

     При этом существовала, пусть и не идеально, многоступенчатая служба контроля качества, как за производством строительных материалов и изделий, так и за проведением строительных работ.

 

     Система коэффициентов надежности, в общем случае, состоит из трех независимых друг от друга составляющих:

 

      Коэффициент надежности по нагрузке (коэффициент перегрузки) - учитывает возможные отклонения фактической нагрузки от нагрузки предусмотренной нормами - нормативной.

      Коэффициент надежности по материалу (коэффициент однородности материала) - учитывает возможные отклонение механических свойств и прочности материала от таких же предназначенных нормами - нормативных.

      Коэффициент условий работы - учитывает возможные неблагоприятные (или благоприятные) факторы, влияющие на несущую способность конструкции: неполное соответствие расчетной схемы действителным условиям работы конструкции, влияние условий изготовления конструкций, положения арматуры в бетоне или кладке и др.

 

     На современном, так называемом "капиталистическом” этапе развития страны цель и характер строительного процесса изменились: с одной стороны, строительство стало индивидуальным, а с другой стороны, в строительный процесс вовлечено большое количество неквалифицированной рабочей силы при недостаточном контроле качества со стороны административно-управленческого аппарата.

 

     Кроме того, система коэффициентов надежности (условий работы) не учитывает в полной мере "степень ответственности” элементов конструкции по отношению к работе всего здания (сооружения) в целом, по другому говоря, влияния надежности одного элемента на общую надежность здания.

 

     Следует отметить, что до конца 50-хх гг. ХХ века в СССР при расчете конструкций использовался единый интегральный коэффициент запаса [k], который впоследствии был преобразован в "триаду” коэффициентов надежности: по нагрузке, по материалу и условий работы. Так например: коэффициент запаса для расчета железобетонных конструкций варьировался в пределах 1,3-2,2. В то время отличался и методологический подход к расчету конструкций: применялся так называемый расчет по разрущающим нагрузкам. В настоящее время - расчет по предельным состояниям.

 

     К сожалению, идея введения в строительные нормы расчета по предельным состояниям (начало 80-хх гг. XX века), а именно использование вероятностного подхода (в полной мере) к расчету строительных конструкций, не успела реализоваться.

 

     На основании выше изложенного, а так же исходя из опыта проектирования зданий (сооружений) в новейший период, автором предложено при расчете строительных конструкций принять систему коэффициентов ответственности элемента за переход здания в предельное состояние (по другому говоря: коэффициентов запаса) дополнительно к требуемым по действующим Строительным Нормам.

 

     Дополнительные коэффициенты запаса представлены в таблице ниже. На указанные коэффициенты необходимо умножать полученные при анализе конструкций расчетные значения усилий (I-ой группы предельных состояний) перед использованием указанных значений для подбора параметров сечения (армирования) соответствующих конструктивных элементов.

 

Вид конструктивного элемента  Коэффициент
Колонны  
1.1. Колонны определяющие прочность всего здания (колонны подвала)2,0
1.2. Колонны при расчете на продольную силу1,4
1.3. Колонны при расчете на совместное действие продольной силы и изгибающего момента1,25 
Балки (Фермы) 
2. 1. Балки поддерживающие кирпичные ("висячие”) стены1,6
2.2. Главные (и аналогичные им) балки (подстропильные фермы)1,4
2.3. Второстепенные балки (стропильные фермы)1,25
2.4. Прогоны1,1
Плиты 
3.1. Плиты работающие в одном направлении1,25
3.2. Плиты работающие в двух направлениях1,15
3.3. Консольные участки плит (балконы)1,6

 

 

* * *

pgs.ag

Коэффициенты надежности по нагрузке γf

Согласно СП 20.13330.2011:

7.2 Коэффициенты надежности по нагрузке γf для веса строительных конструкций и грунтов приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1

Конструкции сооружений и вид грунтов Коэффициент надежности по нагрузке γf
Конструкции  
Металлические, за исключением случаев, указанных в 2.3* 1,05
Бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные 1,1
Бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:  
в заводских условиях 1,2
на строительной площадке 1,3
Грунты  
В природном залегании 1,1
На строительной площадке 1,15
Примечание — При определении нагрузок от грунта следует учитывать нагрузки от складируемых материалов, оборудования и транспортных средств, передаваемые на грунт.

7. 3 Для металлических конструкций, в которых усилия от собственного веса превышают 50% общих усилий, следует принимать  γf = 1,1.

7.4 При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γf = 0,9, если иное значение не указано в нормах проектирования этих конструкций.

Коэффициент надежности по нагрузке для веса оборудования

8.1.4 Коэффициент надежности по нагрузке γf для веса оборудования и материалов приведен в таблице 8.2.

Таблица 8.2

Оборудование и материалы Коэффициент надежности по нагрузке γf
Стационарное оборудование 1,05
Изоляция стационарного оборудования 1,2
Заполнители оборудования (в том числе резервуаров и трубопроводов):  
жидкости 1,0
суспензии, шламы, сыпучие тела 1,1
Погрузчики и электрокары (с грузом) 1,2
Складируемые материалы и изделия 1,2

stroit-prosto.ru

Коэффициенты надежности по нагрузке γf

Виды нагрузок

γf

Постоянные нагрузки

Вертикальная от веса всей толщи грунтов над тоннелем:

 

- в природном залегании

1,1

- насыпные

1,15

Вертикальная от горного давления при сводообразовании для грунтов:

 

- скальных

1,6

- глинистых

1,5

- песков и крупнообломочных

1,4

Вертикальная от давления грунта при вывалах

1,8

Горизонтальная от давления грунта

1,2 (0,7)

Гидростатическое давление

1,1 (0,9)

Собственный вес конструкций:

 

- сборных железобетонных

1,1 (0,9)

- монолитных бетонных

1,2 (0,8)

- металлических

1,05

- изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев

1,3

Длительные нагрузки

 

Вес стационарного оборудования

1,05

Температурные климатические воздействия

1,1

Силы морозного пучения

1,5

Вертикальная нагрузка от мостовых и подвесных кранов

1,1

Воздействие усадки и ползучести бетона

1,1(0,9)

Примечание: Значения коэффициента надежности по нагрузке, указанные в скобках, принимают в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к невыгодному загружению обделки

cities-blago. ru

Коэффициент надежности по нагрузке - это... Что такое Коэффициент надежности по нагрузке?

Коэффициент надежности по нагрузке – коэффициент, учитывающий в условиях нормальной эксплуатации сооружений возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от нормативных значений;

[СНиП 2.01.07-85, СП 20.13330.2011]

Рубрика термина: Виды нагрузок на материалы

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. - Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

construction_materials.academic.ru

СНиП 32-04-97 => Основные расчетные положения . Таблица 3. Коэффициенты надежности по нагрузке . 6 сооружение тоннелей . 7 постоянные...

Основные расчетные положения

5.19 Расчетные модели тоннельных обделок и внутренних подземных конструкций должны соответствовать условиям работы сооружений, технологии их возведения, учитывать характер взаимодействия элементов конструкций между собой и окружающим грунтом, отвечать различным расчетным ситуациям, включающим возможные для отдельных элементов или всего сооружения в целом неблагоприятные сочетания нагрузок и воздействий, которые могут действовать при строительстве и эксплуатации тоннеля.

5.20 Нагрузки и воздействия по продолжительности их действия на тоннельные конструкции следует подразделять согласно СНиП 2.01.07 на постоянные и временные (длительные, кратковременные и особые).

При этом следует различать:

а) основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных и кратковременных;

б) особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, некоторых кратковременных и одной из особых нагрузок.

5.21 К постоянным нагрузкам следует относить:

а) горное давление или вес насыпного грунта;

б) гидростатическое давление;

в) собственный вес конструкций;

г) вес зданий и сооружений, находящихся в зонах их воздействия на подземную конструкцию;

д) сохраняющиеся усилия от предварительного обжатия обделки.

5.22 К длительным нагрузкам и воздействиям следует относить: силы морозного пучения; вес стационарного оборудования; температурные климатические воздействия; воздействия усадки и ползучести бетона и другие, указанные в СНиП 2.01.07.

5.23 К кратковременным следует относить нагрузки и воздействия от внутритоннельного и наземного транспорта, а также нагрузки и воздействия в процессе сооружения тоннеля: от нагнетания раствора за обделку, от усилий, возникающих при подаче и монтаже элементов сборных тоннельных обделок, от веса и воздействия проходческого и другого строительного оборудования, воздействие водного потока и волновое воздействие на опускную секцию при транспортировке ее по воде и в процессе опускания, гидростатическое давление на свободный торец секции, сосредоточенную нагрузку от веса затонувшего судна (при условии судоходства по акватории), динамическую нагрузку от максимально возможного для данной акватории веса сбрасываемого корабельного якоря и др.

5.24 К особым нагрузкам следует относить сейсмические и взрывные воздействия, а также особые нагрузки, указанные в СНиП 2.01.07, которые могут иметь отношение к проектируемому тоннелю.

5.25 Расчетными моделями для определения внутренних усилий в обделке должны служить модели с заданной нагрузкой, основанные на положениях строительной механики, или модели, основанные на положениях механики сплошной среды. При расчетах на заданные нагрузки следует учитывать отпор грунтового массива, за исключением неустойчивых водонасыщенных грунтов.

5.26 Расчеты тоннельных обделок следует производить с учетом нелинейных деформационных свойств материалов конструкций и грунтов в соответствии с действующими строительными нормами, применяя метод последовательного загружения конструкции до предельного состояния. На первых стадиях проектирования допускается определение усилий в элементах конструкции на основе линейных зависимостей между напряжениями и деформациями.

5.27 Подземные несущие конструкции следует рассчитывать по предельным состояниям первой и второй групп (ГОСТ 27751).

5.28 Расчеты по предельным состояниям первой группы обязательны для всех конструкций и их следует производить на основные и особые сочетания нагрузок с использованием расчетных значений характеристик материалов, грунтов, нагрузок с учетом коэффициентов надежности и коэффициентов условий работы конструкций.

5.29 Расчеты по предельным состояниям второй группы следует производить на основные сочетания нагрузок с использованием нормативных их значений, нормативных значений характеристик материалов и грунтов и коэффициентов условий работы конструкций, предусматриваемых соответствующими нормами проектирования.

Примечание - Расчеты железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы допускается не производить, если практикой их применения или опытной проверкой установлено, что величина раскрытия трещин в них не превышает предельно допустимых величин и жесткость конструкций в стадии эксплуатации достаточна.

5.30 Нормативные нагрузки от горного давления следует назначать в зависимости от размеров выработки, глубины заложения тоннеля, физико-механических свойств и структурно-тектонических характеристик (в первую очередь, трещиноватости) массива, его обводненности, а также способов производства работ. При этом следует учитывать данные, полученные при строительстве тоннелей в аналогичных инженерно-геологических условиях.

Для предварительных расчетов обделок на заданные нагрузки вертикальные и горизонтальные нагрузки от горного давления в условиях сводообразования следует принимать от веса грунта, заключенного в пространстве, ограниченном контуром свода и плоскостями обрушения, а в грунтах, в которых сводообразование невозможно, - от давления всей толщи грунтов над тоннельным сооружением.

Для тоннелей, сооружаемых открытым способом, вертикальную нагрузку следует принимать от давления всей толщи грунтов над сооружением.

5.31 При реконструкции тоннеля с полной заменой обделки нормативную нагрузку от горного давления на тоннель необходимо увеличить в 1,3 раза.

5.32 Временные и особые нагрузки и воздействия следует принимать в соответствии с указаниями СНиП 2.01.07 и Свода правил по проектированию железнодорожных и автодорожных тоннелей или отмененного СНиП II-44-78 "Тоннели железнодорожные и автодорожные" в части, не противоречащей требованиям настоящих норм.

5.33 Коэффициент надежности по нагрузке следует принимать в соответствии с таблицей 3.

5.34 Коэффициент сочетаний нагрузок необходимо принимать в соответствии со СНиП 2.01.07.

5.35 Коэффициент надежности по ответственности надлежит принимать равным 1,0 как для сооружений I повышенного уровня ответственности.

5.36 Проверку прочности сечений бетонных и железобетонных элементов следует производить в соответствии со СНиП 2.03.01 с введением дополнительных коэффициентов условий работ учитывающих:

- отклонение принятой расчетной модели от реальных условий работы монолитной бетонной обделки= 0,9;

- отклонение фактической работы стыков сборной обделки от предусмотренных проектом = 0,9;

- понижение прочности бетона в обделках без наружной гидроизоляции на обводненных участках = 0,9

5. 37 Нормативные и расчетные значения характеристик материалов следует принимать по нормам проектирования конструкций из соответствующих материалов.

 

Таблица 3

Коэффициенты надежности по нагрузке

 

Виды нагрузок

 

Постоянные нагрузки

 

 

Вертикальная от веса всей толщи грунтов над тоннелем:

 

 

в природном залегании

 

1,1

 

насыпные

 

1,15

 

Вертикальная от горного давления при сводообразовании для грунтов:

 

 

скальных

 

1,6

 

глинистых

 

1,5

 

песков и крупнообломочных

 

1,4

 

Вертикальная от давления грунта при вывалах

 

1,8

 

Горизонтальная от давления грунта

 

1,2 (0,7)

 

Гидростатическое давление

 

1,1 (0,9)

 

Собственный вес конструкций:

 

 

сборных железобетонных

 

1,1 (0,9)

 

монолитных бетонных

 

1,2 (0,8)

 

металлических

 

1,05

 

изоляционных, выравнивающих, отделочных слоев

 

1,3

 

Длительные нагрузки

 

 

Вес стационарного оборудования

 

1,05

 

Температурные климатические воздействия

 

1,1

 

Силы морозного пучения в грунтах

 

1,5

 

Вертикальная нагрузка от мостовых и подвесных кранов

 

 

1,1

 

Воздействие усадки и ползучести бетона

 

1,1 (0,9)

 

Примечание - Значения коэффициента надежности по нагрузке указанные в скобках, принимают в случае, когда уменьшение нагрузки приводит к более невыгодному загружению обделки.

 

 

5.38 Прочностные и деформационные характеристики грунтового массива надлежит определять на основании данных инженерно-геологических изысканий, натурных и лабораторных исследований с учетом указаний ГОСТ 20522, СНиП 2.02.01 и СНиП 11-02.

5.39 Величины прогибов железобетонных элементов сооружений, возводимых открытым способом, и рамп от воздействия постоянной и временной нагрузок не должны превышать:

- в элементах перекрытия 1/400 расчетной длины пролета или 1/250 расчетной длины консоли;

- в элементах стен 1/300 расчетной высоты;

- в элементах рамп 1/200 расчетной высоты.

5.40 В бетонных и железобетонных обделках, возводимых в обводненных грунтах без устройства гидроизоляции, образование трещин не допускается. В обводненных грунтах при наличии гибкой гидроизоляции или металлоизоляции допускается раскрытие трещин в обделках не более 0,2 мм. В железобетонных опускных секциях с металлоизоляцией допускается раскрытие трещин не более 0,15 мм.

5.41 Подводные тоннели должны быть предохранены от всплытия, при этом коэффициент устойчивости следует принимать не менее 1,2.

 

6 СООРУЖЕНИЕ ТОННЕЛЕЙ

6.1 Сооружение тоннелей должно осуществляться по утвержденным проектам организации строительства и производства работ, разработанным в соответствии с требованиями СНиП 3.01.01. Проекты должны предусматривать механизацию основных наиболее трудоемких строительно-монтажных работ и содержать планы ликвидации возможных аварий. При необходимости в состав проекта отдельным разделом должна включаться автоматизированная система управления технологическим процессом строительства.

6.2 Забои подземных выработок должны быть обеспечены необходимыми видами энергии, вентиляцией, освещением, водоотводом или водоотливом, водопроводом, сигнализацией (в том числе аварийной), телефонной связью и средствами пожаротушения.

6.3 Раскрываемые в процессе сооружения выработки при необходимости должны надежно закрепляться временной крепью. Крепь устанавливается в соответствии с паспортом, утвержденным главным инженером строительства. Элементы временной деревянной крепи должны удаляться при укладке бетона или монтаже сборной обделки. Оставление их за обделкой допускается в случае защемления или возможности вывала грунта.

6.4 Разработку грунта буровзрывным способом следует осуществлять с соблюдением требований СНиП 3.02.03, "Единых правил безопасности при ведении взрывных работ" и "Технических условий по производству взрывных работ при строительстве тоннелей и метрополитенов" по составленному для каждого забоя паспорту, утвержденному главным инженером строительства. Буровзрывные работы для получения гладкой поверхности грунта в выработке следует производить с использованием метода контурного взрывания.

6.5 Работы по сооружению тоннелей в неустойчивых грунтах, связанные с искусственным закреплением грунтов, их замораживанием, понижением уровня грунтовых вод и другими специальными способами работ, должны выполняться в соответствии с правилами и требованиями, изложенными в СНиП 3.02.01 и нормах транспортного строительства.

6.6 В подземных выработках, опасных по газу, следует применять для стационарных и передвижных установок электрооборудование в рудничном взрывобезопасном исполнении. Такие выработки должны переводиться на газовый режим, а работы в них должны осуществляться при условии разработки и выполнения специальных мероприятий, согласованных с органами Госгортехнадзора.

6.7 В процессе проходческих работ геологической службе подрядчика надлежит вести систематические наблюдения за соответствием фактических инженерно-геологических условий проектным данным в части устойчивости забоя, изменения мощности и состава напластований грунтов, их трещиноватости, крепости по буримости, притоку грунтовых вод.

Результаты наблюдений должны заноситься в журнал производства работ. Об отклонениях инженерно-геологических условий от проектных данных ставятся в известность проектные организации и заказчик.

6.8 В тоннелях, сооружаемых и эксплуатируемых в особо сложных условиях, - в зонах тектонических разломов с неустойчивыми водонасыщенными грунтами, на участках нестабилизирующегося горного давления и др. - следует предусматривать установку контрольно-измерительной аппаратуры для наблюдений (мониторинга) за состоянием обделки и окружающего тоннель грунта как в период строительства, так и в процессе эксплуатации тоннеля. Схему установки аппаратуры и результаты наблюдений, выполненных в период строительства, надлежит передавать заказчику вместе с исполнительной документацией.

6.9 В процессе строительства тоннелей должны осуществляться наблюдения за осадками сохраняемых зданий, сооружений, коммуникаций и других объектов, расположенных в зонах возможных деформаций земной поверхности.

6.10 Точность геометрических измерений, проводимых в процессе строительства, должна соответствовать ГОСТ 23616. Применяемые средства, методы измерений должны быть аттестованы Государственной или отраслевой метрологической службой. Погрешность и методы проверки точности измерений должны определяться проектом.

6.11 Суммарные величины отклонений внутренних размеров обделок от их проектного положения не должны нарушать габарита приближения строений.

6.12 При строительстве тоннелей следует выполнять производственный контроль, предусмотренный СНиП 3.01.01 и соблюдать основные требования операционного контроля качества СМР, приведенные в приложении В.

6.13 На каждом строительстве надлежит вести общий журнал работ по форме, предусмотренной СНиП 3.01.01, или горный журнал, а также журналы распоряжений, авторского надзора или группы сопровождения проекта, маркшейдерского контроля, маркшейдерских замеров выполненных работ, контроля по технике безопасности, а также по отдельным видам работ и работе отдельных механизмов.

Указания и предписания руководства строительной организации начальникам участков и сменному персоналу об остановке или возобновлении горных и других видов работ, исправлении некачественно выполненных работ, результатах маркшейдерского контроля, указания и предписания Госгортехнадзора, Госкомсанэпиднадзора и заказчика заносятся в общий журнал работ.

6.14 Все тоннели в период строительства и полной реконструкции должны обслуживаться профессиональными военизированными горно-спасательными частями.

6.15 Производимые при строительстве тоннелей работы должны выполняться с соблюдением правил техники безопасности, изложенных в СНиП III-4, противопожарных норм - в СНиП 21-01-97, требований пожарной безопасности - в ГОСТ 12.1.004, электробезопасности - в ГОСТ 12.1.013, нормативных документов органов надзора по приложению Б и других норм, утвержденных в установленном порядке.

 

7 ПОСТОЯННЫЕ УСТРОЙСТВА

Верхнее строение пути, проезжая часть

7.1 Верхнее строение пути в железнодорожных тоннелях должно соответствовать техническим характеристикам, принятым по нормам исполнительной власти в области железнодорожного транспорта для открытых участков линии железной дороги.

7.2 Конструкция верхнего строения пути должна обеспечивать возможность механизированного ремонта и содержания пути.

7.3 Балластная конструкция верхнего строения пути должна быть выполнена на щебеночном балласте, слой которого под шпалой в подрельсовых зонах должен иметь толщину не менее 0,35 м.

7.4 В местах сопряжения безбалластной конструкции пути в тоннеле с балластной на подходах к тоннелю должны укладываться участки переходного пути переменной жесткости на длине не менее 25 м с каждой стороны тоннеля.

7.5 В тоннелях следует укладывать бесстыковой рельсовый путь. Расположение стыков рельсовых плетей в пределах тоннеля длиной 300 м и менее не допускается.

7.6 В тоннелях длиной более 300 м конец плети бесстыкового пути должен выноситься за пределы тоннеля не меньше чем на 200 м.

7.7 Верхнее строение пути и другие постоянные устройства в тоннелях, сооружаемых на электрифицированных участках железных дорог с использованием постоянного тока, должны быть защищены от воздействия блуждающих токов.

7.8 В железнодорожных тоннелях необходимо устанавливать реперы, заделанные в обделку стен через каждые 20 м на прямых и через каждые 10 м на кривых участках пути, а также путевые сигнальные знаки, номера колец (для сборных обделок) и указатели прохода к нишам и камерам, пультам заградительной сигнализации и средствам связи.

7.9 На прямых участках пути однопутных тоннелей реперы следует располагать с правой (по счету километров) стороны пути, а на кривых участках - со стороны внутреннего рельса. В двухпутных тоннелях установку реперов необходимо предусматривать по обеим сторонам пути.

7.10 К стене тоннеля у каждого репера должна прикрепляться марка, на которой следует указывать номер репера, расстояние от него до внутренней грани ближнего рельса и возвышение над его головкой.

7.11 На каждом портале железнодорожных и автодорожных тоннелей необходимо иметь репер для нивелирования III класса.

7.12 В автодорожных тоннелях материалы и конструкции дорожной одежды должны соответствовать требованиям СНиП 2.05.02 для открытых участков автомобильных дорог, установленным для опасных условий движения. Дорожная одежда должна иметь деформационные швы в местах деформационных швов обделки тоннеля и на выходах у порталов.

 

Водоотводные и дренажные устройства

7.13 В тоннелях, сервисных штольнях и штольнях безопасности отвод воды от дренажных устройств, случайных протечек через обделку, а также от промывки тоннелей и пожаротушения следует осуществлять по закрытым лоткам или коллекторам.

7.14 При расположении тоннеля в грунтовой среде, подверженной суффозии, дренирование подземных вод не допускается.

7.15 Водоотводные лотки в тоннелях не должны проходить под рельсовыми путями или под проезжей частью.

7.16 Уклон дна лотков или коллекторов должен быть не менее 3+.

7.17 Лотки или коллекторы должны иметь смотровые колодцы с отстойной частью (отстойниками) объемом не менее 0,04 куб.м, располагаемые не реже чем через 40 м. Отстойники должны быть доступны для периодической очистки.

7.18 Для исключения распространения горящих нефтепродуктов по тоннелю смотровые колодцы не реже чем через 280 м должны иметь гидрозатворы (перепуски сифонного типа) с отстойниками объемом не менее 0,2 куб.м. Подобные затворы необходимо иметь и в местах сброса воды в сервисную штольню или штольню безопасности.

7.19 Необходимо обеспечивать отвод воды в сторону от тоннеля из припортальной выемки, расположенной с верховой стороны. При невозможности выполнения этого требования отвод воды следует осуществлять по сервисной штольне, а при ее отсутствии - по водоотводному лотку тоннеля. Расчетное сечение лотка в этих случаях должно назначаться с учетом объема водосбора выемки с вероятностью превышения 1:300 (0,33 %).

7.20 В систему водоотвода подводных тоннелей не должны поступать стоки от рамповых участков.

7.21 Расчетный уровень воды в лотке тоннеля должен быть ниже основания верхнего строения пути или дорожного покрытия, а в лотке сервисной штольни - не выше подошвы лотка тоннеля.

7.22 Поверхность припортальных зон горных тоннелей для улучшения стока воды должна быть спланирована с засыпкой ям, шурфов, скважин и других выработок недренирующим грунтом. В необходимых случаях должен быть устроен поверхностный водоотвод с сетью нагорных канав.

7.23 Для отвода поверхностных вод с лобового откоса за парапетом должен быть устроен водоотводный лоток.

7.24 Тоннели в пониженных местах трассы должны иметь водосборники и водоотливные установки, расположенные в отдельных помещениях. Водоотливные установки должны устраиваться также в нижних частях рамповых участков тоннелей.

7.25 Не должно допускаться замерзание воды в водоотводных устройствах, напорных трубопроводах, дренажных устройствах и водосборниках. При необходимости следует предусматривать их утепление и обогрев.

 

firenotes.ru

Коэффициенты надежности (по нагрузке, по материалу, по назначению и ответственности сооружения, условий работы)

⇐ ПредыдущаяСтр 8 из 30Следующая ⇒

 

Краткие сведения об основных показателях надежности.Теория надежности изучает процессы возникновения отказов объектов и способы борьбы с этими отказами. Надежностью называется свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Под объектом понимается конструктивная форма стальных конструкций, включающая стержневые конструкции и листовые. Стержневые конструкции включают в себя каркасы зданий, эстакады, мачты, башни, краны, путепроводы, мосты, опоры высоковольтных линий электропередач и т.п. К листовым конструкциям относятся кожухи доменных печей, бункера, силосы, резервуары, газгольдеры, трубопроводы больших диаметров (более 600 мм) и т.д.

Использование частных коэффициентов позволяет четко распределить научно – исследовательскую работу, направленную на совершенствование норм проектирования. Исследование какого – либо фактора проводится независимо от исследований остальных факторов, влияющих на надежность конструкций. Результатом исследования являются процедуры выбора нормативных значений исходных величин и значений частных коэффициентов, соответствующих лишь этому фактору. Однако, для этого в нормах проектирования должна использоваться полная система частных коэффициентов [В.А. Отставнов, А.Ф. Смирнов, В.Д. Райзер, Ю.Д. Сухов. Учет ответственности зданий и сооружений в нормах проектирования строительных конструкций. – Строит. механика и расчет соооружений, 1981, №1, с.11-14.]

Коэффициент надежности по материалу ( ) учитывает возможные неблагоприятные отклонения значений какой либо характеристики материала (в частности прочности) от ее нормативного значения. На этот коэффициент делятся нормативные значения характеристики для получения ее расчетного значения. Значение коэффициента надежности по материалу, как и нормативные значения соответствующих характеристик, устанавливают специалисты в области использования материалов в строительных конструкциях, исследуя свойства материалов, условия их производства и анализ статистических данных о характеристиках.

Коэффициент надежности по нагрузке (gf) учитывает возможные неблагоприятные отклонения значения воздействия от его нормативного значения. На этот коэффициент умножается нормативное значение воздействия для получения его расчетного значения. Значения этих коэффициентов, как и нормативные значения воздействий, устанавливают специалисты в области воздействий, исследуя природу воздействий и анализируя статистические данные о них.

Коэффициент ответственности ( ) учитывает ответственность сооружения и влияние на требуемый уровень надежности. Этот коэффициент вводится в главное неравенство (1.1), которое является основным требованием метода предельных состояний (частных коэффициентов), т.е. требованием, заключающимся в том, что усилие в элементе конструкции или расчетная нагрузка на всю конструкцию, полученная с учетом всех остальных частных коэффициентов (левая часть неравенства 1.1), были бы не больше несущей способности элемента или конструкции, которая также получена с учетом соответствующих частных коэффициентов (правая часть неравенства 1.1). На этот коэффициент можно либо умножать левую часть неравенства, либо делить его правую часть. Таким образом, он является обобщающим коэффициентом. Его значения в принципе должны устанавливать специалисты в области надежности строительных конструкций из решения оптимизационной задачи. Эта задача еще не решена до конца и значения коэффициента ответственности частично переложены на другие частные коэффициенты gf, gm, gc, что нарушает необходимую строгость и четкость норм проектирования, затрудняет понимание их содержания, затрудняет их использование, а конструкции различного назначения, используемые в сооружениях различной ответственности, проектируются по одним и тем же правилам.

Коэффициент условий работы первого вида (gc) отражает факторы, которые для упрощения расчетной модели не учитываются прямым путем. Он может вводиться в расчет для упрощенного приближенного учета ползучести, пластических свойств материала, влияния податливости опор и в любых других случаях упрощения статических и динамических расчетов (так называемые коэффициенты свободной длины, коэффициенты динамики и т.п.). Коэффициенты условий работы устанавливают специалисты в области расчета строительных конструкций, обобщая теоретические исследования или обрабатывая результаты экспериментальных исследований.

Коэффициент условий работы второго вида учитывает факторы, которые еще не имеют приемлемого аналитического описания, такие как влияние коррозии, агрессии среды, биологического воздействия и т.п. Значения коэффициентов условия работы второго вида устанавливают по результатам исследований реальных условий, в которых находится конструкция в процессе эксплуатации, влияния этих условий на несущую способность конструкции и сравнения реальных условий с принятыми в нормативном документе.

В соответствии с изложенным, условие расчета (1.1) приобретает вид

N= . (1.2)

Разделив неравенство (1.2) на геометрический фактор S, получим

, (1.3)

где Ryn - нормативный предел текучести;

- напряжение от нормативной нагрузки.

Выделив в выражении напряжение от какой - либо преобладающей (например, наибольшей полезной) нагрузки, получим

(1.4)

Откуда, назвав выражение в скобках приведенным коэффициентом надежности по нагрузке 1, найдем

, (1.5)

или

, (1.33)

где величина gf1gmgn/gc является коэффициентом запаса для напряжений по отношению к нормативному пределу текучести .

 

Таким образом, этот коэффициент имеет различные значения не только для разных элементов конструкций, но и для разных нагрузок.

Если для всех нагрузок принять одинаковые коэффициенты надежности по нагрузке и равными , то можно записать

; (1.6)

в этом случае расчетное напряжение от нормативной нагрузки выразится

. (1.7)

Величина gmgngf/gc=K представляет собой общий, одинаковый для всех нагрузок коэффициент запаса; частное от деления нормативного предела текучести на общий коэффициент запаса называется допускаемым напряжением [s] и, следовательно:

s=Ryngc/gmgngf=Ryn/K=[s]. (1.8)

 

Таким образом, метод расчета по допускаемым напряжениям есть частный случай метода расчета по предельному состоянию, когда все коэффициенты надежности по нагрузке приняты одинаковыми. В данной трактовке допускаемое напряжение является одинаковым для всех рассчитываемых элементов, имеющих одинаковый коэффициент условий работы gc и коэффициент надежности gn. Тогда допускаемое напряжение будет одинаковым для всех элементов конструкции, и формула расчета примет вид

. (1.9)

Сравнивая ее с формулой расчета по первому предельному состоянию (см. формулу 1.2)

, (1.10)

видим, что она отличается только тем, что коэффициенты надежности по нагрузке в ней приняты равными единице, а вместо расчетного сопротивления стали по пределу текучести поставлено допускаемое напряжение.

Отсюда следует, что приемы расчета по первому предельному состоянию и по допускаемым напряжениям одинаковы; нужно только при расчете по предельному состоянию нагрузки принимать со своими коэффициентами надежности по нагрузке, а при расчете по допускаемым напряжениям - без коэффициентов надежности по нагрузке; за предельное напряжение при расчете по предельному состоянию нужно принимать расчетное сопротивление материала по пределу текучести , а при расчете по допускаемым напряжениям - допускаемое напряжение [ ].

Итак, в методе расчета по первой группе предельного состояния общий и неизменный для всех нагрузок коэффициент запаса заменяется четырьмя коэффициентами, gf, gm, gn, gc, которые в своих сочетаниях дают различные значения переменного коэффициента запаса прочности.

Метод расчета по допускаемым напряжениям не учитывает того обстоятельства, что каждой нагрузке присущ свой коэффициент надежности по нагрузке и что опасность работы конструкции зависит не только от значений нагрузок, но и от их сочетаний и возможных их изменений.

Допускаемое напряжение по существу ограничивает область нормальной эксплуатации сооружения. Таким образом, метод допускаемых напряжений не учитывает, работу сооружения за этой областью (перед прекращением эксплуатации), по существу наиболее интересную и опасную. В этом недостаток метода допускаемых напряжений, который не может давать равнопрочного сооружения при длительной эксплуатации.

Метод расчета по предельным состояниям учитывает указанные обстоятельства, близок к фактической работе сооружения, но требует введения дополнительных частных коэффициентов при оценке работоспособности стальных конструкций в процессе их длительной эксплуатации, при реконструкции и т.д.

©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.

arhivinfo.ru

СНиП 2.04.12-86 Расчет на прочность стальных трубопроводов / 2 04 12 86

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

 

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ
СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

 

СНиП 2.04.12-86

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

Москва 1986

РАЗРАБОТАНЫ ВНИИСТ Миннефтегазстроя (канд. техн. наук В. В. Рождественский - руководитель темы, канд. техн. наук В. П. Черний).

ВНЕСЕНЫ Миннефтегазстроем.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Главтехнормированием Госстроя СССР (И. В. Сессин).

С введением в действие СНиП 2.04.12-86 "Расчет на прочность стальных трубопроводов" утрачивают силу "Указания по расчету стальных трубопроводов различного назначения" (СН 373-67).

При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил и государственных стандартов, публикуемые в журнале "Бюллетень строительной техники", "Сборнике изменений к строительным нормам и правилам" Госстроя СССР и информационном указателе "Государственные стандарты СССР" Госстандарта.

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

Государственный комитет СССР по делам строительства
(Госстрой СССР)

Строительные нормы и правила

СНиП 2.04.12-86

Расчет на прочность
стальных трубопроводов

Взамен
СН 373-67

 

Настоящие нормы распространяются на стальные трубопроводы (в дальнейшем - трубопроводы) различного назначения условным диаметром до 1400 мм включ., предназначенные для транспортирования жидких и газообразных сред давлением до 10 МПа (100 кгс/см2) и температурой от минус 70 до плюс 450 °С включ., и устанавливают требования к расчету их на прочность.

Настоящие нормы не распространяются на магистральные и промысловые газо и нефтепроводы, технологические и шахтные трубопроводы на трубопроводы, работающие под вакуумом и испытывающие динамические воздействия транспортируемой среды, трубопроводы особого назначения (атомных установок, передвижных агрегатов, гидро и пневмотранспорта и др.), а также на трубопроводы, для которых проектирование или расчет на прочность регламентируется "Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды", утвержденными Госгортехнадзором СССР, и другими нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

1.1. Для трубопроводов следует применять трубы и соединительные детали, отвечающие требованиям государственных стандартов и технических условий, утвержденных в установленном порядке, что должно быть подтверждено сопроводительным документом (паспортом или сертификатом). При отсутствии указанного документа соответствие труб и соединительных деталей требованиям государственных стандартов или технических условий должно быть подтверждено испытанием их образцов в объеме, определяемом нормативными документами на соответствующие трубопроводы.

1.2. Расчет трубопроводов на прочность производится по методу предельных состояний и включает определение толщин стенок труб, тройников, переходов, отводов и заглушек, определение допустимых пролетов трубопроводов, проведение поверочного расчета принятого конструктивного решения трубопровода.

1.3. Поверочный расчет трубопроводов следует производить на неблагоприятные сочетания нагрузок и воздействий для конкретно принятого конструктивного решения с оценкой прочности и устойчивости продольных и поперечных сечений рассматриваемого трубопровода.

1.4. Буквенные обозначения величин в формулах, приведенных в настоящих нормах указаны в обязательном приложении 1.

2.1. Расчет трубопроводов на прочность следует выполнять с учетом нагрузок и воздействий, возникающих при их сооружении, испытании и эксплуатации.

Расчетные нагрузки, воздействия и их возможные сочетания необходимо принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

2.2. Коэффициенты надежности по нагрузке , следует принимать по табл.1.

2.3. Нормативные нагрузки от собственного веса трубопровода, арматуры и обустройств изоляции, от веса и давления грунта необходимо принимать в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85.

2.4. Нормативное значение воздействия от предварительного напряжения трубопровода (упругий изгиб по заданному профилю, предварительная растяжка компенсаторов при надземной прокладке и др.) надлежит определять по принятому конструктивному решению трубопровода.

2.5. Нормативное значение давления транспортируемой среды устанавливается проектом.

2.6. Нормативную нагрузку от веса транспортируемой среды на единицу длины трубопровода следует определять по формулам:

для жидкой среды

                                   (1)

 

для газообразной среды

 

                                 (2)

 

2.7. Нормативный температурный перепад в трубопроводе надлежит принимать равным разнице между максимально или минимально возможной температурой стенок трубопровода в процессе эксплуатации и наименьшей или наибольшей температурой, при которой фиксируется расчетная схема трубопровода.

2.8. Нормативную снеговую нагрузку на единицу длины горизонтальной проекции надземного трубопровода nsn надлежит определять по формуле

 

                                    (3)

 

Внесены
Миннефтегазстроем

Утверждены
постановлением
Государственного комитета СССР по делам строительства от 7 апреля 1986 г. № 41

Срок
введения в действие
1 января 1987 г.

 

Таблица 1

Нагрузки и воздействия

Способ прокладки
трубопровода

Коэффициент надежности
по нагрузке gfi

вид

шифр i

характеристика

подземный

надземный

Постоянные

1

Собственный вес трубопровода, арматуры и обустройств

+

+

1,1 (0,95)

2

Вес изоляции

+

+

1,2

3

Вес и давление грунта (засыпки, насыпи)

+

-

1,2 (0,8)

4

Предварительное напряжение трубопровода (упругий изгиб по заданному профилю, предварительная растяжка компенсаторов и др.) и гидростатическое давление воды

+

+

1,0

Временные длительные

Внутреннее давление транспортируемой среды:

5

газообразной

+

+

1,1

6

жидкой

+

+

1,15

Вес транспортируемой среды:

7

газообразной

+

+

1,1 (1,0)

8

жидкой

+

+

1,0 (0,95)

9

Температурный перепад металла стенок трубопровода

+

+

1,1

10

Неравномерные деформации грунта, не сопровождающиеся изменением его структуры (осадки, пучения и др.)

+

+

1,5

Кратковременные

11

Снеговая

-

+

1,4

12

Гололедная

-

+

1,3

13

Ветровая

-

+

1,2

13а

Транспортирование отдельных секций, сооружение трубопровода, испытание и пропуск очистных устройств

+

+

1,0

Особые

14

Сейсмические воздействия

+

+

1,0

15

Нарушение технологического процесса, временные неисправности или поломка оборудования

+

+

1,0

16

Неравномерные деформации грунта, сопровождающиеся изменением его структуры (селевые потоки и оползни; деформации земной поверхности в районах горных выработок и карстовых районах; деформации просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых при оттаивании и др.)

+

+

1,0

Примечания: 1. Знак "+" означает, что нагрузки и воздействия следует учитывать, знак "-" - не учитывать.

2. Значения коэффициентов надежности по нагрузке, указанные в скобках, должны приниматься в тех случаях, когда уменьшение нагрузки ухудшает условия работы трубопровода.

3. Когда по условиям испытания или эксплуатации в трубопроводах, транспортирующих газообразные среды, возможно полное или частичное заполнение внутренней полости их водой или конденсатом, а в трубопроводах, транспортирующих жидкие среды, - попадание воздуха или опорожнение их, необходимо учитывать изменение нагрузки от веса среды.

 

Вес снегового покрова s следует принимать по СНиП 2.01.07-85.

2.9. Нормативную нагрузку от обледенения на единицу длины надземного трубопровода nin следует определять по формуле

 

                                 (4)

 

где ti- толщину слоя и gi - объемный вес гололеда необходимо принимать по СНиП 2.01.07-85.

2.10. Нормативную ветровую нагрузку на единицу длины надземного трубопровода wn действующую перпендикулярно его осевой вертикальной плоскости, следует определять по формуле

 

                            (5)

 

где статическую wstc и динамическую wdyn составляющие ветровой нагрузки следует определять по СНиП 2.01.07-85, при этом значение wdyn необходимо определять как для сооружения с равномерно распределенной массой и постоянной жесткостью.

2.11. Нормативные значения нагрузок и воздействий, возникающих при транспортировании отдельных секций, при сооружении трубопровода, испытании и пропуске очистных устройств, следует устанавливать проектом в зависимости от способов производства этих работ и проведения испытаний.

2.12. Сейсмические воздействия на надземные и подземные трубопроводы надлежит принимать согласно СНиП II-7-81.

2.13. Нагрузки и воздействия, вызываемые резким нарушением процесса эксплуатации, временной неисправностью и поломкой оборудования, следует устанавливать проектом в зависимости от особенностей технологического режима эксплуатации.

2.14. Нагрузки и воздействия от неравномерных деформаций грунта (осадок, пучения, селевых потоков, оползней, воздействий горных выработок, карстов, замачивания просадочных грунтов, оттаивания вечномерзлых грунтов и т. д.) надлежит определять на основании анализа грунтовых условий и их возможного изменения в процессе строительства и эксплуатации трубопроводов.

2.15. Нормативные нагрузки и коэффициенты надежности по нагрузке от подвижного состава железных и автомобильных дорог следует определять согласно СНиП 2.05.03-84.

 

3.1. Расчетные сопротивления материала труб и соединительных деталей по временному сопротивлению Ru пределу текучести Ry при расчетной температуре следует определять по формулам:

 

                                                   (6)

                                                    (7)

 

3.2. Нормативные сопротивления Run и Ryn следует принимать равными минимальным значениям соответственно временного сопротивления и предела текучести материала труб и соединительных деталей по государственным стандартам или техническим условиям на трубы и соединительные детали, определяемым при нормальной температуре (20 °С).

3.3. Значения коэффициента надежности по материалу gm труб и соединительных деталей надлежит принимать по табл. 2. Значения коэффициентов надежности по материалу труб и соединительных деталей, изготовляемых по ряду государственных стандартов, допускается принимать по рекомендуемому приложению 2.

Таблица 2

Характеристика труб и соединительных деталей

Коэффициент
надежности по
материалу gm

Сварные из малоперлитной и бейнитной стали контролируемой прокатки и термически упрочненные трубы, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву, с минусовым допуском по толщине стенки не более 5 % и прошедшие 100 %-ный контроль на сплошность основного металла и сварных соединений неразрушающими методами

1,025

Сварные из нормализованной, термически упрочненной стали и стали контролируемой прокатки, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой под флюсом по сплошному технологическому шву и прошедшие 100 %-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами

1,05

Сварные из нормализованной и горячекатаной низколегированной или углеродистой стали, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой и прошедшие 100 %-ный контроль сварных соединений неразрушающими методами; бесшовные холодно- и теплодеформированные

1,10

Сварные из горячекатаной низколегированной или углеродистой стали, изготовленные двусторонней электродуговой сваркой или токами высокой частоты; штампованные и штампосварные соединительные детали; остальные бесшовные трубы и соединительные детали

1,15

Примечания:1. Для труб, сваренных односторонней сваркой, коэффициент надежности по материалу gm следует умножать на 1.1.

2. Коэффициент надежности по материалу для соединительных деталей, изготовленных из труб без теплового передела последних, следует принимать равным соответствующим его значениям для труб, из которых эти детали изготовлены.

3. Допускается применять коэффициенты 1,025 вместо 1,05, 1,05 вместо 1,10 и 1,10 вместо 1,15 для труб, изготовленных двусторонней сваркой под флюсом или электросваркой токами высокой частоты, со стенкой толщиной не более 12 мм при использовании специальной технологии производства, позволяющей получать качество труб, соответствующее данному коэффициенту gm.

 

3.4. Значения поправочных коэффициентов надежности по материалу труб и соединительных деталей gtu и gty при расчетной температуре эксплуатации трубопровода следует принимать по табл. 3.

Таблица 3

Трубы и соединительные детали из сталей

Поправочные коэффициенты надежности по материалу по временному сопротивлению gtu и по пределу текучести gty при температуре эксплуатации трубопровода °С

минус 70

минус 40 -плюс 20

100

200

300

400

450

Углеродистых:

gtu

-

1,0

1,0

1,0

1,0

-

-

gty

-

1,0

1,05

1,15

1,40

-

-

Низколегированных:

gtu

1,0

1,0

1,05

1,05

1,10

1,40

1,90

gty

1,0

1,0

1,10

1,15

1,25

1,60

2,20

Легированных:

gtu

1,0

1,0

1,05

1,15

1,25

1,35

1,45

gty

1,0

1,0

1,05

1,15

1,25

1,35

1,45

Примечания: 1. Для промежуточных значений расчетных температур величины gtu и  gty следует определять линейной интерполяцией двух ближайших значений, приведенных в табл. 3.

2. Знак "-" означает, что при таких температурах эксплуатации трубопровода углеродистые стали, как правило, не применяются.

 

3.5. Расчетные сопротивления сварных швов, соединяющих между собой трубы и соединительные детали, выполненных любым видом сварки и прошедших контроль качества неразрушающими методами, следует принимать равными меньшим значениям соответствующих расчетных сопротивлений соединяемых элементов.

При отсутствии этого контроля расчетные сопротивления сварных швов, соединяющих между собой трубы и соединительные детали, следует принимать с понижающим коэффициентом 0,85.

4.1. Расчетные толщины стенок труб и соединительных деталей t следует определять:

при

                             (8)

 

где

                                          (9)

 

при

 

                              (10)

 

4.2. Трубопроводы с толщиной стенки, определенной согласно настоящим нормам, не допускается применять для транспортирования сред, оказывающих коррозионное воздействие на металл и сварные соединения труб, если в проекте не предусмотрены решения по защите их от коррозии (антикоррозионные покрытия, ингибиторы и пр.) .

Увеличение толщины стенки трубопроводов (соединительных деталей) с целью защиты их от коррозии, а также трубопроводов, находящихся в особых условиях строительства или эксплуатации (например, при прокладке трубопроводов в сейсмических районах или особенностях технологии сварки, производства строительно-монтажных работ или значительных температурных перепадах в трубопроводе и др.), допускается только при условии, если это увеличение предусмотрено соответствующими нормативными документами, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.

4.3. Значения коэффициента надежности по назначению gn трубопровода следует принимать по табл. 4.

4.4. Значения коэффициента условий работы gc трубопровода необходимо принимать по табл. 5.

4.5. Коэффициент надежности gu для труб и соединительных деталей в расчетах по временному сопротивлению следует принимать равным 1,3.

4.6. Значения коэффициента несущей способности труб и соединительных деталей, конструктивные решения которых приведены в рекомендуемом приложении 3, надлежит принимать:

для труб, заглушек и переходов h = 1;

для тройниковых соединений и отводов - по формуле

 

h = ax + b                                     (11)

 

где  - для тройниковых соединении;

 

 - для отводов.

Таблица 4

Транспортируемая среда и условный диаметр трубопровода

Коэффициент надежности по значению gn трубопровода при нормативном давлении транспортируемой среды, МПа

0 < рn < 2,5

2,5 < рn < 6,3

6,3 <рn < 10

Горючие газы, d £ 500 мм; трудногорючие и негорючие (инертные) газы, d£ 1000 мм; легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, d£1000 мм; трудногорючие и негорючие жидкости, d£1200 мм

1,0

1,0

1,0

Горючие газы, 500 <d£ 1000 мм; трудногорючие и негорючие (инертные) газы, d=1200 мм; легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, d=1200 мм; трудно-горючие и негорючие жидкости, d=1400 мм

1,0

1,0

1,05

Горючие газы, d= 1200 мм; трудногорючие и негорючие (инертные) газы, d=1400 мм; легковоспламеняющиеся и горючие жидкости, d= 1400 мм

1,0

1,05

1,10

Горючие газы, d= 1400 мм

1,05

1,10

1,15

 

Таблица 5

Характеристика транспортируемой среды

Коэффициент условий работы трубопровода gс

Вредные (классов опасности 1 и 2), горючие газы, в том числе сжиженные

0,55

Легковоспламеняющиеся и горючие жидкости; вредные (класса опасности 3) и трудногорючие и негорючие (инертные) газы

0,70

Трудногорючие и негорючие жидкости

0.85

Примечание. Класс опасности вредных веществ следует определять по ГОСТ 12.1.005-76 и ГОСТ 12.1.007-76.

 

Значения коэффициентов а и b в формуле (11) следует принимать: для тройниковых соединений - по табл. 6; для отводов - по табл. 7.

4.7. Для подземных трубопроводов, имеющих отношение t/de< 0,015 или укладываемых на глубину более 3 м или менее 0,8 м, следует соблюдать условие

 

                           (12)

 

Значения nl и ml (расчетное усилие и изгибающий момент в продольном сечении трубы единичной длины) необходимо определять в соответствии с правилами строительной механики с учетом отпора грунта от совместного воздействия давления грунта, нагрузок над трубой от подвижного состава железнодорожного и автомобильного транспорта, возможного вакуума и гидростатического давления грунтовых вод.

Таблица 6

Тройниковые соединения [см. формулу (11)]

сварные без усиливающих элементов

сварные усиленные накладками

бесшовные и штампосварные

а

b

а

b

a

b

От 0,00 до 0,15

0,00

1,00

0,00

1,00

0,22

1,00

"    0,15  "  0,50

1,60

0,76

0,00

1,00

0,62

0,94

"    0.50  "  1,00

0,10

1,51

0,46

0,77

0,40

1,05

 

Таблица 7

Отводы [см. формулу (11)]

а

b

От 1,0 до 2,0

-0,3

1,6

Более 2,0

0,0

1,0

 

 

5.1. Поверочный расчет трубопровода производится после выбора его основных размеров с учетом всех расчетных нагрузок и воздействий для всех расчетных случаев.

5.2. Определение усилий от расчетных нагрузок и воздействий, возникающих в отдельных элементах трубопроводов, необходимо производить методами строительной механики расчета статически неопределимых стержневых систем.

5.3. Расчетная схема трубопровода должна отражать действительные условия его работы, а метод расчета - учитывать возможность использования ЭВМ.

5.4. В качестве расчетной схемы трубопровода следует рассматривать статически неопределимые плоские или пространственные, простые или разветвленные стержневые системы переменной жесткости с учетом взаимодействия трубопровода с опорными устройствами и окружающей средой (при укладке непосредственно в грунт). При этом коэффициенты повышения гибкости отводов и тройниковых соединений определяются согласно п.п. 5.5 и 5.6.

5.5. Значение коэффициента повышения гибкости гнутых и сварных отводов кр надлежит определять по табл. 8.

Величина кр* принимается по черт. 1 в зависимости от геометрического параметра отвода lb и параметра внутреннего давления wb.

Значения параметров lbи wb следует определять по формулам:

 

                                 (13)

 

                            (14)

Таблица 8

Центральный угол отводи j, град

Коэффициент повышения гибкости отвода кр

От  0   до  45

"   45     "   90

кр*

 

5.6. Коэффициент гибкости тройниковых соединений необходимо принимать равным единице.

 

 

5.7. Арматуру, расположенную на трубопроводе (краны, задвижки, обратные клапаны и т.д.), следует рассматривать в расчетной схеме как твердое недеформируемое тело.

5.8. В каждом поперечном сечении трубопровода необходимо соблюдать условия:

при эксплуатации:

                                              (15)

 

                                           (16)

 

при сооружении, испытании, пропуске очистных устройств, хранении и транспортировании труб (секций), сейсмических воздействиях, особых режимах эксплуатации, вызываемых резкими нарушениями технологического режима, временной неисправностью или поломкой оборудования,

                                        (17)

 

При несоблюдении условий (15) - (17) необходимо изменить конструктивную схему трубопровода, технологический режим транспортируемого продукта или способ производства работ, а в исключительных случаях, приведенных в п. 4.2, допускается увеличить толщину стенки трубопровода.

Номинальную толщину стенки труб и соединительных деталей tnom надлежит принимать ближайшей большей по сравнению с расчетной по ГОСТу или ТУ на трубы, которые допускается применять для строительства соответствующих трубопроводов.

Значения коэффициентов нагруженности поперечных сечений трубопровода Аu, Аy и А следует определять согласно п.п. 5.9 и 5.10.

5.9. Значения коэффициентов Аu и Аy следует определять по формулам:

                         (18)

 

где dmt = de- tnom;

Nu, Tu соответственно расчетные продольное усилие и крутящий момент в рассматриваемом сечении трубопровода от совместного действия веса трубопровода, изоляции, арматуры и обустройств, расположенных на трубопроводе, веса и внутреннего давления транспортируемой среды, снеговой, ветровой и гололедных нагрузок;

 

(19)

 

где Ny, M1y, M2y, Ty - соответственно расчетные продольное усилие, изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, крутящий момент в рассматриваемом поперечном сечении трубопровода от совместного действия веса трубопровода, изоляции, арматуры и обустройств, расположенных на трубопроводе, воздействия предварительного напряжения трубопровода (в том числе упругого изгиба по заданному профилю) , веса, внутреннего давления и температурного воздействия транспортируемой среды, воздействия неравномерных деформаций грунта, снеговой, ветровой и гололедных нагрузок.

Коэффициент интенсификации напряжений ms следует определять согласно п. 5.11.

5.10. Коэффициент А для стадий сооружения, хранения и транспортирования необходимо вычислять по формуле

 

               (20)

 

где N, М1, M2, T - соответственно расчетные продольное усилие, изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, крутящий момент в рассматриваемом поперечном сечении трубопровода от действия нагрузок, возникающих при принятом в проекте способе производства работ и транспортирования труб (секций).

Значение коэффициента А для стадий испытания и пропуска очистных устройств, при воздействиях, вызываемых резкими нарушениями технологического режима, временной неисправностью или поломкой оборудования, следует определять по формуле (19), в которой нормативные значения давления транспортируемой среды и температурного воздействия должны приниматься согласно принятой в проекте схеме испытания или режиму эксплуатации.

Значение коэффициента А для оценки прочности при сейсмических воздействиях следует вычислять по формуле (19), в которой при определении расчетных усилий и моментов к перечисленным нагрузкам и воздействиям добавляются сейсмические воздействия.

5.11. Значения коэффициентов интенсификации напряжений следует принимать:

для прямой трубы ms= 1;

для отводов ms = ms*.

Значение ms* принимается по черт. 2 в зависимости от параметров lb и wb, определяемых формулами (13) и (14);

для тройникового соединения:

магистральной части

                                          (21)

 

ответвления ms = ms*

Значения ms* принимаются по черт. 2 в зависимости от параметров тройникового соединения, определяемых по формулам:

 

                                     (22)

                                (23)

 

Примечание. При определении значений параметров магистральной части тройникового соединения l1 и w1 используются первые индексы, ответвления тройникового соединения l2 и w2 - вторые индексы.

5.12. Определение пролетов надземных трубопроводов, укладываемых на опоры с самокомпенсацией температурных удлинений или с линзовыми компенсаторами, допускается производить согласно обязательному приложению 4.

 

 

Обязательное

 

БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН

А, Аu, Аy -

коэффициенты нагруженности поперечного сечения трубопровода;

Еt -

модуль упругости материала трубопровода при температуре эксплуатации;

М1, М2, -М1y,M2y -

расчетные изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в рассматриваемом поперечном сечении трубопровода;

N, Nu, Ny -

расчетные продольные усилия в рассматриваемом сечении трубопровода;

Rg -

газовая постоянная;

Run, Ryn -

нормативные сопротивления материала труб и соединительных деталей соответственно по временному сопротивлению и пределу текучести;

Ru, Ry -

расчетные сопротивления материала труб и соединительных деталей соответственно по временному сопротивлению и пределу текучести;

Т, Тu, Тy -

расчетные крутящие моменты в рассматриваемом поперечном сечении трубопровода;

Тt -

температура транспортируемой газообразной среды, К;

bmai, blat -

ширина накладок соответственно магистральной части и ответвления тройникового соединения;

d -

условный диаметр трубопровода;

de -

наружный диаметр труб и соединительных деталей;

de1, de2 -

наружный диаметр соответственно магистральной части и ответвления тройникового соединения;

dmt -

средний диаметр труб и соединительных деталей;

g -

ускорение силы тяжести;

gdwn -

нормативная нагрузка от веса единицы длины трубопровода;

ginsn -

нормативная нагрузка от веса изоляционного покрытия единицы длины трубопровода

h -

высота эллиптической части заглушки;

kp -

коэффициент повышения гибкости гнутых и сварных отводов;

l, lbf -

средние пролеты надземного трубопровода, определяемые соответственно из условий прочности и прогиба;

ltst -

расстояние между опорами надземного трубопровода из условия его гидравлического испытания;

ml, nl -

расчетные изгибающий момент и усилие на единицу длины продольного сечения трубопровода;

ms -

коэффициент интенсификации напряжений;

pn -

рабочее (нормативное) давление транспортируемой среды;

рtst -

испытательное давление;

q -

расчетная нагрузка на единицу длины надземного трубопровода;

qtst -

нагрузка на единицу длины трубопровода при его испытании;

r -

радиус кривизны отвода;

rtee -

радиус закругления тройника;

t -

расчетная толщина стенки труб и соединительных деталей;

tnom -

номинальная толщина стенки труби соединительных деталей;

tins -

толщина изоляционного покрытия трубопровода;

nl(g)n -

нормативная  нагрузка от веса транспортируемой среды;

ns(i)n -

нормативная снеговая или гололедная нагрузка;

nwn -

нормативная нагрузка от веса воды в единице длины трубопровода;

wn -

нормативная ветровая нагрузка на единицу длины надземного трубопровода;

z -

коэффициент сжимаемости газа;

а -

угол наклона перехода;

gc -

коэффициент условий работы трубопровода;

gfi -

коэффициент надежности по нагрузке;

gg, gl -

объемный вес соответственно газообразной и жидкой среды;

gm -

коэффициент надежности по материалу труб и соединительных деталей при нормальной температуре;

gn -

коэффициент надежности по назначению трубопровода;

gtu -

поправочный коэффициент надежности по материалу труб и соединительных деталей при расчетной температуре эксплуатации в расчетах по временному сопротивлению;

gty -

поправочный коэффициент надежности по материалу труб и соединительных деталей при расчетной температуре эксплуатации в расчетах по пределу текучести;

gu -

коэффициент надежности для труб и соединительных деталей в расчетах по временному сопротивлению;

h -

коэффициент несущей способности труб и соединительных деталей;

l1, l2, l3 -

геометрический параметр соответственно отвода, магистральной части и ответвления тройникового соединения;

j -

центральный угол отвода;

y -

коэффициент уклона трубопровода;

w1, w2, wb -

параметр внутреннего давления соответственно отвода, магистральной части и ответвления тройникового соединения.

 

Рекомендуемое

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НАДЕЖНОСТИ ПО МАТЕРИАЛУ ТРУБ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, ИЗГОТОВЛЯЕМЫХ ПО РЯДУ ГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ

Государственный стандарт, характеристика труб

Коэффициент надежности по материалу gm

Государственный стандарт, характеристика труб

Коэффициент надежности по материалу gm

ГОСТ 20295-85 при de³ 530 мм

1,05

ГОСТ 8731-74, группы А, В, Г;

ГОСТ 9940-81; ГОСТ 9941-81
при tnom£7мм;

ГОСТ 550-75, горячедеформиро-ванные группы А, группы Б с допусками по толщине по ГОСТ 8732-78; ГОСТ 8696-74, группа В при tnom < 8 мм;

ГОСТ 10705-80, группы А и В при tnom<8мм*;

ГОСТ 10706-76, группы А и В при tnom < 8 мм;

ГОСТ 17374-83 - ГОСТ 17380-83

1,15

ГОСТ 550-75, холодно- и теплодеформированные- и группы А, группы Б с допусками по толщине по ГОСТ 8734-75;

1,10

ГОСТ 8733-74, группы В, Г и Е;

ГОСТ 9941-81 при tnom> 7 мм;

ГОСТ 8696-74, группа В при tnom³ 8 ММ;

ГОСТ 10705-80, группы А и В при tnom³8 мм*;

ГОСТ 11068-81;

ГОСТ 20295-85, при de< 530 мм;

ГОСТ 10707-80

 

____________

* Для термически обработанных труб диаметром до 159 мм включ. коэффициент надежности по материалу следует умножать на 1,1.

 

Рекомендуемое

 

КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ ТРУБОПРОВОДОВ

 

Значения коэффициентов несущей способности, определяемые согласно п. 4.6, следует учитывать в расчетах для следующих решений соединительных деталей.

1. Равнопроходные и переходные тройниковые соединения (тройники):

бесшовные, получаемые выдавливанием или экструзией ответвления в горячем состоянии, и штампосварные, получаемые сваркой по образующим двух несимметричных частей, одна из которых имеет цельноштампованное ответвление (черт. 1, а). Радиус rtee должен быть не менее толщины стенки тройника;

сварные, получаемые путем врезки одной трубы (или трубной обечайки) в другую под прямым углом (черт. 1, б), и тройники сварные, усиленные накладками (черт. 1, в), которые целесообразно применять при d ³ 300 мм. При этом для тройников с отношением диаметров ответвления к магистрали de2/de1< 0,2 накладки не ставятся, а при de2/de1< 0,5 накладка ставится только на магистрали. Ширина накладок (черт. 1, в) должна быть на магистральной части тройника bmai= 0,4de1, на ответвлении - blat= 0,3dez. Толщина накладок должна быть равна толщине стенки магистральной части тройника.

Черт. 1. Тройники

а - бесшовный и штампосварной; б - сварной без усиливающих элементов; в - сварной, усиленный накладками; 1-магистральная часть тройника; 2 -ответвление; 3 - накладка

 

2. Концентрические штампованные и штампосварные переходы, получаемые путем горячей штамповки (осадки) из цилиндрической заготовки или штамповки и сварки двух симметричных заготовок (черт. 2). Величина угла  должна быть не более 15°.

 

Черт. 2. Концентрический переход

 

3. Заглушки (днища) эллиптические (черт. 3), получаемые горячей штамповкой и имеющие высоту эллиптической части h не менее 0,2 диаметра заглушки.

 

Черт. 3. Заглушке эллиптическая

 

4. Отводы:

бесшовные, получаемые путем горячей протяжки трубных заготовок, и отводы штампосварные, получаемые сваркой из двух горячештампованных симметричных заготовок (черт. 4, а);

сварные, которые должны иметь не менее трех секторов и двух полусекторов (черт. 4, б). Отводы изготовляются с обязательной подваркой корня шва изнутри. Длина секторов по внутренней образующей должна быть не менее 0,15de.

Черт. 4. Отводы

a - бесшовный и штампосварной; б - сварной

 

Обязательное

 

1. Значения пролетов надземных трубопроводов, определяемые настоящим приложением, следует принимать для трубопроводов, укладываемых на опоры с самокомпенсацией температурных удлинении (например, путем установки П-образных или W-образных компенсаторов) , и для трубопроводов с линзовыми компенсаторами.

2. При определении пролетов трубопроводов различаются средние и крайние пролеты (см. чертеж).

 

Схема прокладки трубопровода на опорах

1 - средние пролеты; 2 - крайние пропеты; 3 - компенсирующие устройства

 

3. Средний пролет трубопровода l при отсутствии резонансных колебаний трубопровода следует определять по формуле

 

            (1)

 

Для трубопроводов, подлежащих гидравлическому испытанию, расстояние между опорами трубопровода во время испытания ltst должно быть не больше величины

 

                 (2)

Для газопроводов, в которых возможно образование конденсата при их отключении, средний пролет газопровода lbf не должен превышать величины

                    (3)

 

4. Значения величин расчетных нагрузок на единицу длины трубопровода q и qtst необходимо определять по формулам:

                       (4)

 

                           (5)

 

Нормативные нагрузки в формулах (4) и (5) следует принимать:

от веса единицы длины трубопровода qdwn и от веса единицы длины изоляционного покрытия трубопровода qinsn - по СНиП 2.01.07-85;

от веса транспортируемой среды nl(g)n жидкости - по формуле (1), для газа - по формуле (2) настоящих норм;

от снега или гололеда ns(i)n - по формулам (3) или (4) настоящих норм, при этом принимается нагрузка, для которой величина произведения gf11nsn  или gf12nin больше;

от веса воды в единице длины трубопровода nwn - по формуле (1) настоящих норм.

5. Значения коэффициента уклона трубопровода Y следует принимать по таблице.

6. При скоростях ветра, когда частота срыва вихрей совпадает с собственной частотой изгибных колебаний трубопровода, необходимо производить поверочный расчет трубопровода на вихревое возбуждение в направлении, перпендикулярном ветровому потоку, согласно СНиП 2.01.07-85.

 

Уклон трубопровода

Коэффициент  для условных диаметров трубопровода, мм

100

300

500

700

1000

1400

0,000

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

0,001

1,33

1,26

1,23

1,21

1,19

1,16

0,002

1,54

1,44

1,39

1,37

1,34

1,30

0,003

1,72

1,58

1,53

1,50

1,46

1,40

0,004

1,86

1,72

1,66

1,62

1,56

1,48

 

 

Коэффициент надёжности по ответственности здания

Коэффициент надёжности по ответственности определяется по ГОСТ 27751-2014, Приложение А. Всего существует три класса ответственности КС-1 (пониженный), КС-2 (Нормальный), КС-3 (Повышенный).

Коэффициент надёжности по ответственности определяется по Таблице 2 ГОСТ 27751-2014.

Учёт коэффициента надёжности по ответственности производится согласно требованиям 384-ФЗ Статья 16 п.7:

Расчеты, обосновывающие безопасность принятых конструктивных решений здания или сооружения, должны быть проведены с учетом уровня ответственности проектируемого здания или сооружения. С этой целью расчетные значения усилий в элементах строительных конструкций и основании здания или сооружения должны быть определены с учетом коэффициента надежности по ответственности, принятое значение которого не должно быть ниже:

  1. 1,1 — в отношении здания и сооружения повышенного уровня ответственности;
  2. 1,0 — в отношении здания и сооружения нормального уровня ответственности;
  3. 0,8 — в отношении здания и сооружения пониженного уровня ответственности.

Как учесть коэффициент по ответственности в ЛИРА САПР

Коэффициенты к нагрузкам

При создании расчётных моделей в ЛИРА САПР, нагрузки, прикладываемые к узлам и элементам, следует умножать на коэффициент надёжности по ответственности.

Если в созданном загружении уже приложены нагрузки к узлам и элементам, то можно создать новое загружение, путём копирования, уже существующего с умножением на поправочный коэффициент.

Коэффициенты в РСУ в версиях 2019 и ранее

Если коэффициент по ответственности распространяется только на расчёт по первому предельному состоянию (1ПС), то при формировании таблицы РСУ, следует коэффициент надёжности по нагрузке умножить на коэффициент по ответственности.

Учёт коэффициента надёжности по ответственности при составлении таблицы РСУ

Если коэффициент по ответственности распространяется на расчёт конструкций по второму предельному состоянию (ширина раскрытия трещин), то коэффициент надёжности по нагрузке принимается по соответствующему техническому заданию.

Коэффициенты к РСУ и РСН в версиях 2020 и старше

В версии 2020 появилась возможность указать коэффициенты надёжности по ответственности в специальных полях в таблицах РСУ и РСН. Рассмотрим использование новых функций на примере расчёта консоли высотой 1 м, к верху которой приложена горизонтальная сила в 1 т.

В расчётной модели 2 загружения:

  1. Загружение 1 – вид Постоянное;
  2. Загружение 2 – вид Сейсмическое;

Эпюры изгибающих моментов в консоли от загружений 1 и 2. Редактор загружений.

В настройках таблицы РСУ и РСН предусмотрены следующие коэффициенты надёжности по ответственности:

Коэффициенты надёжности по ответственности в таблицах РСУ и РСН

Внутренние усилия в конструкции, принимаемые для расчёта по 1 и 2 предельным состояниям, а также, на особое сочетание загружений, будут зависеть от данных коэффициентов. Зависимость прямая – значение усилия от загружения умножается на коэффициент надёжности по ответственности. Результаты определения внутренних усилий по РСУ:

Результаты определения внутренних усилий при расчёте сочетаний таблицей РСУ

Результаты определения внутренних усилий по РСН:

Результаты определения внутренних усилий при расчёте сочетаний таблицей РСН

Коэффициенты надежности по нагрузке

При расчете строительных конструкций сначала всегда собираются всевозможные действующие нагрузки. Это нагрузка от снега, от оборудования и собственного веса конструкции.

Далее для вычислений необходимо использовать расчётные нагрузки, которые получаются путём умножения наших найденных (нормативных) нагрузок на коэффициент надежности по нагрузке, который будет зависеть от типа конструкции. Ниже в табличной форме приводятся коэффициенты надежности по нагрузке из СНиПа 2.01.07-85 "Нагрузки и воздействия".

Коэффициенты надежности по нагрузке γf   для веса строительных конструкций и грунтов.

Здесь имеются ввиду нагрузки от людей, животных, оборудо­вания, изделий, материалов, временных перегоро­док, действующие на перекрытия зданий и полы на грунтах.

Таблица 1

Конструкции сооружений и вид грунтов

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Конструкции:

 

металлические

1,05

бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, де­ревянные

1,1

бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделоч­ные слои (плиты, материалы в

рулонах, засыпки, стяжки и т. п.), выполняемые:

 

в заводских условиях

1,2

на строительной площадке

1,3

Грунты:

 

в природном залегании

1,1

насыпные

1,15

Примечания:

1. При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструк­ции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γf  = 0,9.

2. При определении нагрузок от грунта следует учи­тывать нагрузки от складируемых материалов, обору­дования и транспортных средств, передаваемые на грунт.

3. Для металлических конструкций, в которых усилия от собственного веса превышают 50 % общих усилий, сле­дует принимать γf = 1,1.

 


Данной табличкой нужно пользоваться при сборе нагрузок в курсовых проектах по металлическим и железобетонным конструкциям. За эти коэффициенты Вас будут жёстко дрюкать Прасол и Талецкий, вплоть до пересчёта всего курсача. Так что будьте внимательны и не косячьте

Сбор нагрузок для расчета конструкций - основные принципы

Для расчета любой конструкции первым делом нужно собрать нагрузки. Разберемся с самой сутью: какие нагрузки могут возникнуть при расчете здания.

Во-первых, это собственный вес конструкций (крыши, перекрытий, стен, полов, перегородок, лестниц и т.п.). При расчете жилых домов это, чаще всего, самая серьезная нагрузка.

Как определяется собственный вес? Нужно знать, сколько весит материал, т.е. его объемный вес или плотность (кг/м 3 ), затем определить габариты конструкции и выбрать коэффициент надежности по нагрузке (ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия», раздел 5.

Например, есть стена из кирпича объемным весом 1800 кг/м 3 (толщиной 0,250 м) с утеплителем объемным весом 60 кг/м 3 (толщиной 0,08 м). Высота стены 3,3 м. Коэффициент надежности по нагрузке для каменных конструкций – 1,1. Определим, какая нагрузка от стены приходится на ленточный фундамент. Нагрузка обычно определяется на 1 погонный метр конструкции.

1,1*1800*3,3*0,25 + 1,2*60*3,3*0,08 = 1653 кг/м.

В таблице 1 приведен объемный вес некоторых строительных материалов.

Таблица 1 (информация взята из справочника.

Объемный вес, кг/м 3.

Кладка из искусственных камней.

Кладка из глиняного обыкновенного или силикатного кирпича на тяжелом растворе.

То же на сложном растворе (цемент, известь, песок.

То же, на теплом или известковом растворе.

Кладка из пустотелого кирпича.

Кладка из пустотелого пористого кирпича.

Кладка из керамических пустотелых блоков.

Кладка из шлакового кирпича.

Кладка из естественных камней.

Правильная кладка из твердых пород (мраморная, гранитная.

То же, из плотных пород (известняк, песчанник.

То же из легких пород (туф, ракушечник.

Бутовая кладка из твердых пород (мраморная, гранитная.

То же, из плотных пород (известняк, песчанник.

То же из легких пород (туф, ракушечник.

Бетоны и кладка из бетонных камней.

Бетон на щебне (гравии) твердых пород, невибрированный.

То же, вибрированный.

Бетон на кирпичном щебне.

Бетон на гранулированном шлаке.

Бетон на котельном шлаке.

Бетоны ячеистые автоклавные (газобетон, пенобетон.

Кладка из бетонных камней (в зависимости от рода заполнителя и объемного веса бетона.

Невибрированный на гранитном щебне.

Вибрированный на гранитном щебне.

Невибрированный на кирпичном щебне.

Вибрированный на кирпичном щебне.

На пемзе или туфе.

Мелочь из пемзы, туфа.

Торф, сфагнум в набивке.

Шлак доменный гранулированный.

Растворы и штукатурки.

Сложный раствор (цемент, известь, песок.

Теплый раствор (цемент, известь, шлак.

Гипсовый раствор из чистого гипса.

Гипсобетоны с заполнителями.

Сосна, ель воздушно-сухая (поперек волокон.

Плиты древесноволокнистые (ДВП.

Асбестоцементные плитки и листы.

Асбестоцементные термоизоляционные плиты.

Гипсовые плиты с опилками и стружками.

Толь, рубероид, пергамин.

Коэффициенты надежности по нагрузке для веса конструкций, материалов и засыпок (ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия», раздел 5.

– металлические конструкции – 1,1.

– бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, деревянные – 1,1.

– бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, рулонные материалы, засыпки, стяжки и т.п. выполняемые в заводских условиях – 1,2, на строительной площадке – 1,3.

– насыпные грунты – 1,15.

Второй тип нагрузки – это временная (переменная) нагрузка (от снега, людей, мебели и прочего). Величину временной нагрузки придумывать не нужно, она четко регламентирована в ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия», раздел 6 и таблица 6.2.

Для жилого дома нам нужно знать следующие нагрузки.

1. Нагрузка на перекрытие в жилых помещениях – 150 кг/м2 (коэффициент надежности 1,3.

2. Нагрузка на перекрытие в чердачном помещении – 70 кг/м2 (коэффициент надежности 1,3.

3. Снеговая нагрузка – согласно разделу 8 ДБН В.1.2-2:2006 «Нагрузки и воздействия» для вашего района.

Переменная нагрузка состоит из долговременной и кратковременной части. В расчете разных конструкций необходимо прикладывать либо полную временную, либо кратковременную или длительную нагрузку. В методиках расчетов всегда оговаривается, какая нагрузка нужна, а с помощью ДБН можно разобраться с величинами нагрузок, которые нужно прикладывать в конкретном случае.

Еще полезные статьи.

Внимание! Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел “БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ.

В этом разделе Вы можете задать вопросы и получить на них ответы. Комментарии в этой статье я закрываю. Если есть замечания к содержанию статьи, пишите на адрес Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ирина и еще вопрос. я найду МОНОМАХ САПР 2013. а впрос как в нем задавать диафрагмы (которые зелененьким) как колонны или как? не имею вообще представления и тоже самое со стенами из газосиликатных блоков Заранее благодарен С уважением, Иван.

Иван, диафрагмы задавайте как стены. Газосиликат – лучше как перегородки, чтобы они участвовали в расчете только как нагрузка. Давайте так, я Вам пишу мою аську и постараюсь найти время, чтобы ответить на вопросы. Сейчас сын уснул, это оптимальное время. Позже будет сложнее. 369405780 Потому что смотрю на чертежи и куча встречных вопросов возникает. К сожалению, инет у меня не тянет скайп, поговорить не получится. Но в аське мы однозначно быстрее разберемся.

Для удобства ответов на ваши вопросы создан новый раздел “БЕСПЛАТНАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ” В этом разделе Вы можете задать вопросы и получить на них ответы. Комментарии в этой статье я закрываю. Если есть замечания к содержанию статьи, пишите на адрес support.

Расчет снеговой и ветровой нагрузки

Утвержден приказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России) от 3 декабря 2016 г. № 891/пр и введен в действие с 4 июня 2017 г.

Как следует из названия нагрузок, это внешнее давление которое будет оказываться на ангар посредством снега и ветра. Расчеты производятся для того что бы закладывать в будущее здание материалы с характеристиками, которые выдержат все нагрузки в совокупности.
Расчет снеговой нагрузки производится согласно СНиП 2.01.07-85* или согласно СП 20.13330.2016.  На данный момент СНиП является обязательным к исполнению, а СП носит рекомендательный характер, но в общем в обоих документах написано одно и тоже.


В СНИП указанно 2 вида нагрузок — Нормативная и Расчетная, разберемся в чем их отличия и когда они применяются:

Нормативная нагрузка —  это наибольшая нагрузка, отвечающая нормальным условиям эксплуатации, учитываемая при расчетах на 2-е предельное состояние (по деформации).  Нормативную нагрузку учитывают при расчетах на прогибы балок, и провисание тента при расчетах по раскрытию трещин в ж.б. балках (когда не применяется требование по водонепроницаемости), а так же разрыву тентовой ткани.

Расчетная нагрузка —  это произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке. Данный коэффициент учитывает возможное отклонение нормативной нагрузки в сторону увеличения при неблагоприятном стечении обстоятельств. Для снеговой нагрузки коэффициент надежности по нагрузке равен 1,4 т.е. расчетная нагрузка на 40% больше нормативной. Расчетную нагрузку учитывают при расчетах по 1-му предельному состоянию (на прочность). В расчетных программах, как правило, учитывают именно расчетную нагрузку.

Большим плюсом каркасно-тентовой технологии строительства в этом ситуации является ее свойство по «исключению» этой нагрузки. Исключение подразумевает, что осадки не скапливаются на крыше ангара, благодаря её форме, а так же характеристикам укрывающего материала.

Большим плюсом каркасно-тентовой технологии строительства в этом ситуации является ее свойство по «исключению» этой нагрузки. Исключение подразумевает, что осадки не скапливаются на крыше ангара, благодаря её форме, а так же характеристикам укрывающего материала.

Укрывающий материал
Ангар укомплектовывается тентовой тканью с определенной плотностью (показатель влияющий на прочность) и необходимыми вам характеристиками.

Формы крыши
Все каркасно-тентовые здания имеют покатую форму крыши. Именно покатая форма крыши позволяет снимать нагрузку от осадков с крыши ангара. 

Дополнительно к этому стоит отметить, что тентовый материал покрыт защитным слоем полевинила. Полевинил защищает ткань от химических и физических воздействий, а так же имеет хорошую антиадгезию, что способствует скатыванию снега под своим весом.


СНЕГОВАЯ НАГРУЗКА

Есть 2 варианта определить снеговую нагрузку определенного местоположения.

I Вариант — посмотреть ваш населенный пункт в таблице ниже.

II Вариант — определите на карте номер снегового района, интересующего вас местоположения и переведите их в килограммы, по приведенной ниже таблице. 

  1. Определите номер вашего снегового района на карте
  2. сопоставьте цифру с цифрой в таблице

Обратите внимание на понятия «Нормативная нагрузка» и «Расчетная нагрузка»!!!

Старое значение
Снеговой районIIIIIIIVVVIVIIVIII
Sg (кгс/м2)80120180240320400480560
Новое значение
Снеговой районIIIIIIIVVVIVIIVIII
Нормативная нагрузка Sg (кгс/м2)50100150200250300350400
Расчетная нагрузка Sg (кгс/м2)70140210280350420490560
Изменения-12%+17%+17%+17%+9%+5%+2%0%

В СНИП указанно 2 вида нагрузок — Нормативная и Расчетная, разберемся в чем их отличия и когда они применяются:

  • *Нормативная нагрузка —  это наибольшая нагрузка, отвечающая нормальным условиям эксплуатации, учитываемая при расчетах на 2-е предельное состояние (по деформации).  Нормативную нагрузку учитывают при расчетах на прогибы балок, и провисание тента при расчетах по раскрытию трещин в ж.б. балках (когда не применяется требование по водонепроницаемости), а так же разрыву тентовой ткани.
  • *Расчетная нагрузка —  это произведение нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке. Данный коэффициент учитывает возможное отклонение нормативной нагрузки в сторону увеличения при неблагоприятном стечении обстоятельств. Для снеговой нагрузки коэффициент надежности по нагрузке равен 1,4 т.е. расчетная нагрузка на 40% больше нормативной. Расчетную нагрузку учитывают при расчетах по 1-му предельному состоянию (на прочность). В расчетных программах, как правило, учитывают именно расчетную нагрузку.

Расчётное значение снеговой нагрузки определяется по формуле:

S=SG*Μ

Sg — расчётное значение веса снегового покрова на 1м2 горизонтальной поверхности земли, принимаемое по таблице:

µ — коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие.

Коэффициент µ зависит от угла наклона ската кровли:

  • µ=1 при углах наклона ската кровли меньше 25°.
  • µ=0,7 при углах наклона ската кровли от 25 до 60°.
  • µ=не учитывают углах наклона ската кровли более 60°Ветровая нагрузка.

ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА.

I Вариант — посмотреть ваш населенный пункт в таблице ниже.
II Вариант — определите на карте номер ветрового района интересующего вас местоположения и переведите их в килограммы, по приведенной ниже таблице. 

  1. Определите номер вашего ветрового района на карте
  2. сопоставьте цифру с цифрой в таблице

Ветровой районIaIIIIIIIVV  VI  VII
Wo (кгс/м2)1723303848607385

Расчётное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z над поверхностью земли определяется по формуле:

W=WO*K

Wo — нормативное значение ветровой нагрузки, принимаемое по таблице ветрового района РФ.

— коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, определяется по таблице, в зависимости от типа местности.

  • А — открытые побережья морей, озёр и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи и тундры.
  • B — городские территории, лесные массивы и др. местности, равномерно покрытые препятствиями более 10 м.

*При определении ветровой нагрузки типы местности могут быть различными для разных расчётных направлений ветра.

  • 5 м.- 0,75 А / 0.5 B .
  • 10 м.- 1 А / 0.65 B°.
  • 20 м.- 1,25 А / 0.85 B 

СНЕГОВЫЕ И ВЕТРОВЫЕ НАГРУЗКИ В ГОРОДАХ РФ.

Город Снеговой районВетровой район  
Ангарск23
Арзамас31
Артем24
Архангельск42
Астрахань13
Ачинск33
Балаково33
Балашиха31
Барнаул33
Батайск23
Белгород32
Бийск43
Благовещенск12
Братск32
Брянск31
Великие Луки21
Великий Новгород31
Владивосток24
Владимир41
Владикавказ14
Волгоград23
Волжский Волгогр. Обл33
Волжский Самарск. Обл43
Волгодонск23
Вологда41
Воронеж32
Грозный14
Дербент15
Дзержинск41
Димитровград42
Екатеринбург31
Елец32
Железнодорожный31
Жуковский31
Златоуст32
Иваново41
Ижевск51
Йошкар-Ола41
Иркутск23
Казань42
Калининград22
Каменск-Уральский32
Калуга31
Камышин33
Кемерово43
Киров51
Киселевск43
Ковров41
Коломна31
Комсомольск-на-Амуре34
Копейск32
Красногорск31
Краснодар34
Красноярск23
Курган32
Курск32
Кызыл13
Ленинск-Кузнецкий33
Липецк32
Люберцы31
Магадан54
Магнитогорск32
Майкоп24
Махачкала15
Миасс32
Москва31
Мурманск44
Муром31
Мытищи13
Набережные Челны42
Находка25
Невинномысск24
Нефтекамск42
Нефтеюганск41
Нижневартовск15
Нижнекамск52
Нижний Новгород41
Нижний Тагил31
Новокузнецк43
Новокуйбышевск43
Новомосковск31
Новороссийск62
Новосибирск33
Новочебоксарск41
Новочеркасск24
Новошахтинск23
Новый Уренгой53
Ногинск31
Норильск44
Ноябрьск51
Обниск31
Одинцово31
Омск32
Орел32
Оренбург33
Орехово-Зуево31
Орск33
Пенза32
Первоуральск31
Пермь51
Петрозаводск42
Петропавловск-Камчатский87
Подольск31
Прокопьевск43
Псков31
Ростов-на-Дону23
Рубцовск23
Рыбинск14
Рязань31
Салават43
Самара43
Санкт-Петербург32
Саранск42
Саратов33
Северодвинск42
Серпухов31
Смоленск31
Сочи23
Ставрополь24
Старый Оскол32
Стерлитамак43
Сургут41
Сызрань33
Сыктывкар51
Таганрог23
Тамбов32
Тверь31
Тобольск41
Тольятти43
Томск43
Тула31
Тюмень31
Улан-Удэ23
Ульяновск42
Уссурийск24
Уфа52
Ухта52
Хабаровск23
Хасавюрт14
Химки31
Чебоксары41
Челябинск32
Чита12
Череповец41
Шахты23
Щелково31
Электросталь31
Энгельс33
Элиста23
Южно-Сахалинск86
Ярославль41
Якутск21

Факторы безопасности

Факторы безопасности - FOS - являются частью инженерного проектирования и для проектирования конструкций обычно могут быть выражены как

FOS = F fail / F allow (1)

где

FOS = коэффициент безопасности

F отказ = отказ нагрузки (Н, фунт f )

F разрешить = допустимая нагрузка (Н, фунт f )

Пример - несущая стальная колонна в здании

Из-за потери устойчивости разрушающая нагрузка стальной колонны в здании оценивается в 10000 Н .При коэффициенте безопасности FOS = 5 - допустимую нагрузку можно оценить, переставив (1) на

F allow = F fail / FOS (1b)

F допуск = (10000 Н) / 5

= 2000 Н

Типичный общий коэффициент безопасности

Типичный общий Факторы безопасности :

Оборудование Фактор Безопасность
- FOS -
Компоненты самолета 1.5 - 2,5
Котлы 3,5 - 6
Болты 8,5
Колеса чугунные 20
Детали двигателя 6-8
Усиленный вал 10-12
Подъемное оборудование - крюки .. 8-9
Сосуды под давлением 3,5 - 6
Компоненты турбины - статические 6-8
Компоненты турбины - вращающаяся 2 - 3
Пружина большая усиленная 4.5
Строительные стальные конструкции в зданиях 4 - 6
Конструкционные стальные конструкции в мостах 5-7
Проволочные канаты 8 - 9

Расчетные факторы безопасности: часто публикуются в технических стандартах, но не существует специального стандарта по этому вопросу.

Обратите внимание, что для обязательных элементов, таких как краны и сосуды под давлением, FOS указаны в конструктивных кодах.

Общие рекомендации

Области применения Фактор безопасности
- FOS -
Для использования с высоконадежными материалами, где нагрузки и условия окружающей среды не являются суровыми и где вес является важным фактором 1.3 - 1,5
Для использования с надежными материалами, где нагрузки и условия окружающей среды не суровые 1,5 - 2
Для использования с обычными материалами, где условия нагрузки и окружающей среды не тяжелые 2 - 2,5
Для использования с менее проверенными и хрупкими материалами, где нагрузки и условия окружающей среды не являются суровыми 2,5 - 3
Для использования с материалами, свойства которых ненадежны и где условия нагрузки и окружающей среды не являются жесткими, или где надежные материалы используются в сложных условиях окружающей среды 3 - 4

Коэффициент безопасности, связанный с напряжением

В целом существует линейная связь между нагрузкой и напряжением, и коэффициент безопасности может быть изменен в машиностроении для нормального напряжения по

FOS = σ сбой / σ разрешить 9 0009 (2)

где

σ отказ = нормальное напряжение разрушения (Н / м 2 , фунт / кв. Дюйм)

σ допуск = допустимое нормальное напряжение (Н / м 2 , psi)

FOS для сдвига Напряжение можно выразить как

FOS = τ отказ / τ разрешить (3)

где

τ = напряжение сдвига при разрушении (Н / м 2 , фунт / кв. дюйм)

τ допуск = допустимое напряжение сдвига (Н / м 2 , фунт / кв. быть линейностью между приложенной нагрузкой и напряжением.

Что это и почему это важно?

Фактор безопасности - это несущая способность системы, превышающая то, что система фактически поддерживает. Мосты, здания, защитное оборудование и защита от падений - все начинается с запаса прочности.

Проще говоря, коэффициент запаса прочности равен , насколько система сильнее, чем требуется . Фактор безопасности является основой всех конструкций и защитного оборудования и исходит от инженеров. На этапе планирования всех конструкций и защитного оборудования инженеры определяют необходимую перегрузку от любого объекта, чтобы оставаться в безопасности в случае аварии.

Для надежности конструкции обычно делают прочнее, чем необходимо. Это в случае, если конструкция испытывает большую нагрузку, чем ожидалось. Это фактор безопасности. В конечном счете, количество напряжений и перегрузок, с которыми может справиться конструкция, зависит от материала, из которого она построена.

Определение запаса прочности:
Инженеры

проводят испытания на прочность, чтобы определить, какой вес может выдержать материал. Некоторые материалы более пластичны, чем , чем другие, что означает, что они деформируются под давлением перед разрушением сильнее, чем другие, например хрупкие материалы. Хрупкие материалы просто ломаются при достижении максимальной силы.

Пластичные материалы используют предел текучести для определения запаса прочности. Для хрупких материалов используется предел прочности .

Предел текучести: Определяет запас прочности до начала деформации.

Максимальная прочность: Определяет запас прочности до отказа.

Пластичные материалы часто проверяют коэффициент запаса прочности по отношению к пределу текучести и пределу прочности, в то время как хрупкие материалы обычно рассчитывают только предельный коэффициент безопасности, поскольку предельные значения текучести и предела часто очень близки.

Необходимый запас прочности любой конструкции определяет используемые материалы. Если конструкция имеет высокий требуемый коэффициент безопасности , то инженеры используют пластичный материал для ее строительства. Реализованный коэффициент безопасности определяет количество используемого материала.

Требуется (расчетный коэффициент): Постоянное значение, установленное законом или стандартом. Требуется структура, чтобы соответствовать как минимум этому значению.

Реализовано (запас прочности): Расчетное отношение несущей способности конструкции к фактической приложенной нагрузке.Мера надежности конструкции.

Почему важен запас прочности?

Фактор безопасности увеличивает безопасность людей и снижает риск выхода продукта из строя. Когда дело доходит до защитного снаряжения и защиты от падения, фактор безопасности чрезвычайно важен. Если структура выходит из строя, существует риск травм и смерти, а также финансовых потерь компании. Коэффициент безопасности выше, когда есть вероятность того, что отказ приведет к этим вещам.

Понимание факторов безопасности поможет специалистам строительной отрасли лучше понять стандарты OSHA, такие как 1910 Раздел 1С «Проектирование компонентов системы».

Крепления, к которым крепится индивидуальное оборудование для защиты от падения, должны быть способны выдерживать не менее 5000 фунтов на каждого прикрепленного сотрудника или должны быть спроектированы, установлены и использованы как часть полной индивидуальной системы защиты от падения с коэффициентом безопасности не менее двух под наблюдением квалифицированного лица.

Рабочие должны понимать максимальную нагрузку, которую может выдержать любое оборудование, и знать, как рассчитать ее с учетом факторов безопасности.Несмотря на то, что существует запас прочности на случай, если конструкция подвергнется большей нагрузке, чем ожидалось, рабочим не следует испытывать удачу с ограничениями средств обеспечения безопасности.

Имейте в виду:

Коэффициенты безопасности не означают, что система безопасна и не имеет аварий. Все части в целом могут иметь одну и ту же фабрику безопасности, но это не дает системе в целом одинаковый FoS. Точно так же напряжение одной части целого может легко изменить распределение напряжения в целом.Помните, что коэффициент безопасности - хороший инструмент для определения того, как правильно установить и использовать оборудование, но многие другие факторы влияют на безопасность.

Факторы безопасности при спасении на веревке

"Коэффициент запаса прочности" - это отношение силы, которая будет приложена к компонент в системе и минимальная прочность на разрыв компонента.

Для расчета коэффициента запаса прочности разделите минимальную прочность на разрыв шестерни на максимальная сила, которую он выдержит.

Если наш канат рассчитан на 30 кН и выдерживает нагрузку 2 кН, мы можем использовать это формула для определения того, что коэффициент запаса прочности каната составляет 15: 1.

Коэффициент безопасности можно выразить числом (например, «10») или соотношением (например, «10: 1»). Если коэффициент безопасности меньше 1, это означает, что сила превышает силу и компонент выйдет из строя. Например, если вы подвесите веревку 60 кН и 30 кН, коэффициент безопасности будет 0.5.

Статический и динамический

При оценке максимальной силы такелажники могут использовать максимальное статическая сила (то есть сила, когда система неподвижна) или максимальная динамическая сила (т. е. силы, которые будут возникать при захвате падающего груза).

При расчете коэффициентов безопасности спасатели основывают коэффициент на статических нагрузках. Это имеет смысл, потому что гораздо проще рассчитать статические силы в полевых условиях.Спасатели гарантируют, что система может выдерживать динамические нагрузки, используя достаточно высокий коэффициент безопасности. Например, если компонент со статическим запасом прочности 10: 1 сталкивается с динамическим событием, генерирующим силы, в пять раз превышающие ожидаемый (например, носилки соскальзывают с края и цепляются за страховочный трос), коэффициент безопасности dynamic будет 2: 1.

Расчет коэффициента безопасности статической системы

Каждый компонент системы такелажа имеет собственный статический запас прочности (SSF).Низший Коэффициент безопасности компонента во всей системе (то есть компонент, который, скорее всего, выйдет из строя) - статический коэффициент безопасности системы (SSSF).

Чтобы определить статический коэффициент безопасности системы, начните с нагрузки и продолжайте вся система при сравнении сил с сильными сторонами.

На следующем рисунке показано, как рассчитать коэффициент безопасности для каждого компонента. в системе (щелкните, чтобы увеличить изображение).Низший компонент коэффициент безопасности в этом система - это водный узел возле верхнего якоря. Этот узел имеет коэффициент запаса прочности 5: 1. Таким образом, статический коэффициент безопасности системы составляет 5: 1.

Обратите внимание, что в приведенном выше примере изменение направления шкива удваивает силы создается нагрузкой 2 кН, которая приводит к образованию шкива, карабина, ремня и якоря. поддерживающий 4 кН.

Самым слабым звеном в этой системе является водяной узел возле верхнего якоря, который имеет SSF 5: 1.Вы можете быстро улучшить SSSF, удвоив эту лямку (которая увеличит SSF водяного узла до 10: 1). Тогда SSSF будет 7: 1 (оранжевый карабин возле верхнего якоря). Вы можете удвоить этот карабин, чтобы увеличить SSSF. до 9: 1 (SSF золотого шкива).

Прочность захвата

Хотя на это часто не обращают внимания из-за относительно небольших задействованных сил, что-то кажется незначительным, поскольку способность спасателя к захвату может серьезно повлиять на коэффициент безопасности.А исследование силы захвата обнаружило огромный диапазон в захватной способности.

С учетом факторов безопасности, если спасатель может удерживать только 30 фунтов силы и сила, выходящая из страховочного устройства, составляет 15 фунтов силы, коэффициент безопасности системы составляет всего 2: 1 независимо от мощности оборудования.

Оценка минимальной прочности

Прочность спасательного оборудования , произведенного , хорошо проверена и очень точна.Если ваше снаряжение обслуживается и проверяется, единственные оценки прочности, которые вам нужно сделать вещи, которые могут ослабить снаряжение (например, узлы, острый край, который может разрезать веревку, а карабин с перекрестной загрузкой и т. д.).

С другой стороны, прочность анкеров, которые соединены с натуральным объекты (например, деревья, камни, камеры, пикеты и т. д.) очень трудно оценить. Эти компоненты обычно выбираются на месте без возможности тестирования.Ваш поэтому оценки прочности анкеров должны быть очень консервативными.

Если вы делаете консервативные оценки для якорей, отрегулируйте прочность веревки для узлов, используйте соответствующую защиту кромок и рассмотрите углы веревки, ваша минимальная сила оценки должны быть достаточно точными (с точностью до 30%).

Оценка максимальной силы

Максимальную силу обычно труднее оценить, чем минимальную.Вам необходимо:

  • Сделайте обоснованное предположение относительно веса груза включая подстилку, людей и их снаряжение.
  • Рассмотреть углы каната, которые могут увеличиваться сил значительно.
  • Рассмотрим эффекты трение, которое увеличивается силы при подъеме и уменьшающие силы при опускании.

Оценка максимальной силы почти всегда менее точна, чем оценка минимальной прочность на разрыв.Если вы должны ошибиться, сделайте это из соображений осторожности (т. Е. Оцените более высокую силы и меньшие разрушающие усилия).

"Правильный" коэффициент безопасности

Оптимальный коэффициент безопасности гарантирует, что система будет сильнее сил это встретит. Повышение коэффициента безопасности сверх этого не улучшает безопасность. И повышение коэффициента безопасности отдельного компонента сверх самого низкого уровня безопасности. фактор в системе не делает систему сильнее.

Задача состоит в том, чтобы точно оценить прочность снаряжения, и более сложная задача - максимальная сила, с которой столкнется шестерня. Более точные оценки оправдывают меньшую безопасность факторы. Если вы знаете точную прочность на разрыв и точную нагрузку, то любой динамический Фактор безопасности более 1,0 теоретически является достаточным. Если ваши оценки расплывчато, вам следует повысить коэффициент безопасности (или, что еще лучше, улучшить свои оценки).

Коэффициент безопасности динамический , используемый для самолетов, может составлять всего 1.5 (т. Е. самолет может выдержать только 50% больше, чем максимальная ожидаемая сила). Эта низкая безопасность фактор необходим, потому что самолеты чрезвычайно чувствительны к весу; если бы самолет был изготовлены с учетом факторов безопасности, используемых в спасательных веревках, они никогда не соскочат с земля. А поскольку они должны быть легкими, авиационная отрасль тратит огромные суммы. времени и денег, чтобы точно определить силы и сильные стороны каждого компонента.

Еще одним фактором, который следует учитывать при определении соответствующего запаса прочности, являются последствия неудачи.Если вы вешаете знак лимонада на дереве, последствия системы неудача не имеет большого значения. Однако, если коэффициент безопасности вашей веревочной спасательной системы неадекватен, и система дает сбой, кто-то может умереть.

Если вы хотите повысить безопасность, улучшите свою способность оценивать сильные стороны и силы гораздо важнее, чем слепое увеличение запаса прочности.

В общем, большинство спасательных команд используют статический коэффициент безопасности между 5: 1 и 15: 1.Подходящий коэффициент в этом диапазоне зависит от вашей способности точно оцените минимальную прочность на разрыв и максимальные усилия.

Коэффициент запаса прочности и запас прочности

Коэффициент безопасности ( FoS ), также известный как коэффициент безопасности ( SF ), представляет собой термин, описывающий конструктивную способность системы сверх ожидаемых или фактических нагрузок. По сути, насколько сильнее система, чем обычно требуется для предполагаемой нагрузки.Коэффициенты безопасности часто рассчитываются с использованием подробного анализа, поскольку всестороннее тестирование нецелесообразно для многих проектов, таких как мосты и здания, но способность конструкции выдерживать нагрузку должна быть определена с разумной точностью.

Многие системы специально созданы намного сильнее, чем необходимо для нормального использования, чтобы учесть аварийные ситуации, неожиданные нагрузки, неправильное использование или ухудшение характеристик.

Существует два различных использования коэффициента запаса прочности: один как отношение абсолютной прочности (несущей способности конструкции) к фактической приложенной нагрузке.Это показатель надежности конкретной конструкции. Другое использование FoS - это постоянная величина, установленная законом, стандартом, спецификацией, контрактом или обычаем, которой конструкция должна соответствовать или превосходить.

Два определения запаса прочности

Внимательные инженеры называют первое значение (расчетное значение) коэффициентом безопасности или, если быть точным, реализованным коэффициентом безопасности , а второе значение (требуемое значение) - проектным коэффициентом , Расчетный коэффициент безопасности или требуемый коэффициент безопасности , но использование непоследовательно и сбивает с толку.

Причина большой путаницы в том, что справочники и агентства по стандартизации по-разному используют термин «коэффициент безопасности». Кодексы проектирования и учебники по строительной и механической инженерии часто используют этот термин для обозначения доли общих структурных возможностей сверх необходимого (в первом смысле). Многие учебники по прочности материалов для студентов используют «Фактор безопасности» как постоянное значение, которое должно быть минимальным целевым показателем для проектирования (второе чувство).

Расчет запаса прочности

Есть несколько способов сравнить коэффициент надежности конструкций.Все различные расчеты в основном измеряют одно и то же: какую дополнительную нагрузку сверх того, что предполагалось, структура действительно выдержит (или должна выдержать). Разница между методами заключается в способе вычисления и сравнения значений. Значения коэффициента безопасности можно рассматривать как стандартизованный способ сравнения прочности и надежности между системами.

Практически повсеместно наблюдается стремление к консерватизму при расчете коэффициентов безопасности, то есть при отсутствии высокоточных данных использование наихудшей конфигурации из возможных, чтобы убедиться, что система адекватна (чтобы ошибиться из соображений осторожности).

Расчетный коэффициент и запас прочности

Разница между коэффициентом безопасности и расчетным коэффициентом (расчетным коэффициентом безопасности) заключается в следующем: Коэффициент безопасности - это то, сколько фактически может выдержать спроектированная деталь. Расчетный фактор - это то, что должно выдерживать изделие. Расчетный коэффициент определяется для приложения (обычно предоставляется заранее и часто устанавливается нормативным кодексом или политикой) и не является фактическим расчетом, коэффициент безопасности - это отношение максимальной прочности к предполагаемой нагрузке для фактического спроектированного объекта.

Это может звучать похоже, но учтите следующее: предположим, что балка в конструкции должна иметь расчетный коэффициент 3. Инженер выбрал балку, которая сможет выдержать 10-кратную нагрузку. Расчетный коэффициент по-прежнему равен 3, потому что это требование, которое должно быть выполнено, балка просто превышает требование, а его коэффициент безопасности равен 10. Коэффициент безопасности всегда должен соответствовать или превышать требуемый расчетный коэффициент, или конструкция неадекватна. . Соблюдение требуемого проектного фактора в точности означает, что конструкция соответствует минимально допустимой прочности.Высокий коэффициент безопасности, значительно превышающий требуемый проектный коэффициент, иногда подразумевает «чрезмерную инженерию», которая может привести к чрезмерному весу и / или стоимости. В разговорной речи термин «требуемый коэффициент безопасности» функционально эквивалентен расчетному коэффициенту.

Для пластичных материалов (например, большинства металлов) часто требуется, чтобы коэффициент безопасности проверялся как по пределу текучести, так и по пределу прочности. Расчет текучести определяет коэффициент запаса прочности до тех пор, пока деталь не начнет пластически деформироваться.Окончательный расчет определит коэффициент безопасности до отказа. Для хрупких материалов эти значения часто настолько близки, что их невозможно различить, поэтому обычно приемлемо рассчитывать только предельный коэффициент безопасности.

Использование коэффициента безопасности не означает, что элемент, конструкция или конструкция являются «безопасными». Многие факторы обеспечения качества, инженерного проектирования, производства, установки и конечного использования могут влиять на безопасность чего-либо в той или иной конкретной ситуации.

  • Расчетная нагрузка - это максимальная нагрузка, которую деталь должна когда-либо испытывать при эксплуатации.

Запас прочности

Многие государственные учреждения и отрасли (например, аэрокосмическая промышленность) требуют использования запаса прочности ( MoS или M.S. ) для описания соотношения прочности конструкции и требований. Есть два разных определения запаса прочности, поэтому необходимо внимательно определить, какое из них используется для данного приложения.Одно использование M.S. как мера емкости, такая как FoS. Другое использование M.S. является мерой удовлетворения проектных требований (проверка требований). Запас прочности может быть концептуализирован (вместе с коэффициентом резерва, описанным ниже), чтобы показать, какая часть общей мощности конструкции удерживается «в резерве» во время загрузки.

М.С. как мера структурной способности: Это определение запаса прочности, обычно встречающееся в учебниках [7] [8] в основном говорит о том, что если деталь загружена с максимальной нагрузкой, которую она должна когда-либо видеть в эксплуатации, сколько еще нагрузки с такой же силой он может выдержать до того, как выйдет из строя.По сути, это мера избыточной мощности. Если запас равен 0, деталь не будет принимать дополнительную нагрузку до того, как выйдет из строя, если значение отрицательное, деталь выйдет из строя до достижения расчетной нагрузки при эксплуатации. Если запас равен 1, он может выдержать одну дополнительную нагрузку, равную максимальной нагрузке, на которую он был рассчитан (т. Е. Удвоенной расчетной нагрузке).

Запас прочности = коэффициент безопасности? 1

М.С. в качестве меры проверки требований: Многие агентства, такие как NASA и AIAA, определяют запас прочности, включая расчетный коэффициент, другими словами, запас прочности рассчитывается после применения расчетного коэффициента.В случае запаса, равного 0, деталь будет иметь требуемой прочности (коэффициент безопасности будет равен расчетному коэффициенту). Если имеется деталь с требуемым расчетным коэффициентом 3 и запасом 1, эта деталь будет иметь коэффициент безопасности 6 (способна выдерживать две нагрузки, равные ее расчетному коэффициенту 3, выдерживая шестикратную расчетную нагрузку до разрушения). . Запас 0 будет означать, что деталь будет проходить с коэффициентом надежности 3. Если запас меньше 0 в этом определении, хотя деталь не обязательно выйдет из строя, требования к конструкции не были выполнены.Удобство этого использования заключается в том, что для всех приложений проходит маржа 0 или выше, не нужно знать детали приложения или сравнивать с требованиями, просто взглянув на расчет маржи, можно узнать, прошел ли проект или нет.

Расчетный запас прочности = [предоставляется как требование]

Для успешного проектирования реализованный коэффициент безопасности всегда должен быть равен или превышать требуемый коэффициент безопасности (расчетный коэффициент), чтобы запас прочности был больше или равен нулю.Иногда, но нечасто, запас прочности используется в процентах, например, 0,50 M.S. эквивалентно 50% M.S. Когда дизайн удовлетворяет этому тесту, говорят, что он имеет «положительный запас», и, наоборот, «отрицательный запас», когда это не так.

Резервный коэффициент

Мерилом силы, часто используемым в Европе, является коэффициент запаса (RF) . При выражении прочности и приложенных нагрузок в одних и тех же единицах запасной коэффициент определяется как:

RF = испытательная прочность / испытательная нагрузка
RF = предельная прочность / предельная нагрузка

Прилагаемые нагрузки имеют любые коэффициенты, в том числе применяемые коэффициенты запаса прочности

Подпишитесь на нашу рассылку!

Калькулятор фактора безопасности

Добро пожаловать в наш калькулятор фактора безопасности! Вам интересно, безопасно ли здание, в котором вы находитесь? Может ли он защитить вас от стихийных бедствий? Или, возможно, вы хотите знать, не перегружаете ли вы его мебелью и задаетесь вопросом, можете ли вы добавить еще? Коэффициент запаса прочности Уравнение , встроенное в этот калькулятор, поможет вам понять важность проектирования здания с учетом требований безопасности.

Если у вас есть данные о максимальной прочности вашего здания и его расчетной нагрузке, вы уже можете сразу перейти к калькулятору. В противном случае вы можете проконсультироваться с инженером, спроектировавшим ваше здание, для получения этих данных, чтобы вы могли проверить эти значения на предмет его коэффициента безопасности. В противном случае, если вы просто хотите узнать что-нибудь о коэффициенте безопасности (или коэффициенте безопасности), просто читайте дальше.

Что такое фактор безопасности?

При создании вещей мы хотим убедиться, что материалы, которые мы используем, или конструкция, которую мы строим, могут выдерживать нагрузки, которые мы собираемся применить к ним.Например, нам нужно использовать отвертку, которая способна справиться с крутящим моментом, необходимым для затяжки винта, иначе отвертка сломается, или винт не будет затянут должным образом. В более крупном масштабе мы хотим построить здание, которое сможет вместить предполагаемое количество людей и объектов (например, мебель, оборудование, бытовые приборы), которые будут его занимать. Объекты, составляющие сумму веса, которую должно нести здание, называются нагрузками .

Нагрузки, сила которых изменяется с течением времени, или нагрузки, меняющие положение, называются динамическими нагрузками .С другой стороны, нагрузки, которые не являются мобильными или сохраняют свое влияние в данной области в течение длительных периодов времени, известны как (как вы уже догадались) статические нагрузки . Эти нагрузки (если считается, что они влияют на определенную область) также называются напряжениями , . Чтобы получить более подробную информацию о стрессе, вы можете попробовать наш калькулятор стресса. Но пока мы будем называть эти силы «нагрузками».

Однако есть и другие нагрузки, которые могут влиять на конструкцию. Примерами этих нагрузок являются землетрясения, ветровые нагрузки и даже нагрузки, вызванные снегом или дождем.Это то, что нам нужно учитывать при строительстве безопасного сооружения. Чтобы достичь прочности, которую конструкция должна поддерживать, чтобы быть надежной (то есть, она не выйдет из строя при наличии непредвиденных дополнительных нагрузок), инженеры разработали набор числовых констант, на которые они умножают расчетную нагрузку конструкции, чтобы проверить ее наличие. эти вещи. Эти константы называются коэффициентом запаса прочности .

Понимание запаса прочности на примере

Полезность фактора безопасности заключается в увеличении целевой мощности конструкции, чтобы инженеры могли надлежащим образом определить, какие материалы использовать при ее строительстве.Чтобы помочь вам это представить, представьте, что вы собираетесь пересечь небольшой ручей. Для этого вам нужно сделать простой мост из цельной деревянной доски. Можно использовать пару деревянных досок: есть тонкие, которые легко переносить и располагать над ручьем, но они кажутся слишком хрупкими, чтобы вы могли безопасно перейти через них. Затем есть более крупные, очень прочные. Однако они слишком тяжелые, даже если из них можно вылепить мост.

К счастью для нашей экспедиции, есть доски среднего размера, которые кажутся достаточно прочными, чтобы нести вас, но все же достаточно легкими, чтобы их можно было перебросить через ручей.Вы попытались поставить одну и начали ходить по ней. Но, не дойдя до середины доски, вы услышали скрип! Вы поспешно возвращаетесь в безопасное место, пока он не сломался. Вы возвращаетесь к средним доскам и выбираете ту, которая немного больше и тяжелее. Попробовав еще раз, вы благополучно пересекли ручей. Если бы вы знали сильные стороны этих досок (их максимальную прочность) и сравнивали их со своим весом (расчетной нагрузкой), вы бы легко знали, какую доску выбрать. Выбор доски с максимальной грузоподъемностью, превышающей ваш вес, - все равно что применять запас прочности.

Коэффициент запаса прочности

Вы можете просто использовать наш калькулятор запаса прочности, введя известные вам значения максимальной прочности и расчетной нагрузки. Он моментально покажет вам свой запас прочности. В качестве альтернативы мы можем рассчитать коэффициент безопасности здания (или этой доски), разделив максимальную прочность конструкции на предполагаемую расчетную нагрузку. Мы также можем выразить это утверждение в уравнении, показанном ниже:

Коэффициент безопасности = максимальная прочность / расчетная нагрузка

Чтобы конструкция считалась безопасной, ее коэффициент безопасности должен быть больше 1.Коэффициент запаса прочности, равный 1, означает, что максимальная прочность или грузоподъемность конструкции равна определенной расчетной нагрузке. Это означает, что конструкция выйдет из строя, если будет приложена дополнительная нагрузка.

С другой стороны, если коэффициент запаса прочности меньше 1, это означает, что конструкция может выйти из строя в любой момент, даже до достижения расчетной нагрузки. Его максимальная сила просто не может выдержать груз, который он должен нести. Это требует перерасчета конструкции, чтобы сделать конструкцию более прочной.

Мы также можем изменить коэффициент запаса прочности, чтобы определить подходящий материал для части конструкции. Путем транспонирования переменной расчетной нагрузки вместе с коэффициентом запаса прочности мы придем к уравнению, которое выглядит следующим образом:

Максимальная прочность = запас прочности * расчетная нагрузка

Это означает, что для того, чтобы элемент конструкции был надежным, его максимальная прочность должна быть равна произведению его коэффициента запаса прочности и нагрузки, которую он должен выдерживать.Чтобы убедиться в этом, мы можем выбрать из таблиц прочности материалов, таких как эта книга «Элементы конструкционной стали», чтобы найти материал со спецификациями и поперечным сечением, которые могут привести к значению, равному или превышающему расчетную максимальную прочность.

Вы также можете использовать наш калькулятор запаса прочности, чтобы определить максимальную прочность, оставив поле пустым и введя значения запаса прочности и расчетной нагрузки.

Применение факторов безопасности

Мы можем использовать факторы безопасности при проектировании таких простых объектов, как отвертка (как мы обсуждали ранее), до очень сложных машин, таких как компрессор турбонагнетателя.Причина этого в том, что эти машины и объекты безопасны для нас и служат своей цели, не выходя из строя в трудные времена.

Вот несколько примеров использования факторов безопасности:

  • проектирование здания с учетом требований безопасности
  • проектирование других структурных объектов, таких как резервуары для воды и даже башни передатчиков
  • проектирование инструментов и других механических объектов, детали которых требуют некоторого запаса прочности, поскольку они будут подвергаться нагрузкам
  • проектирование автомобильных запчастей
  • разработка и проектирование других устройств или гаджетов, которые будут подвергаться нагрузкам

Хотите узнать больше о безопасности?

Хотите узнать больше о своей безопасности? Возможно, вам понравится наш калькулятор автокатастроф.

Amtec Grips - специализируется на качественных кабельных захватах

Для рукояток в каталоге указана приблизительная прочность на разрыв. Приблизительная прочность на разрыв рукоятки Amtec представляет собой средний расчет, основанный на факторах испытаний, которые были определены на основе данных, полученных в результате реальных испытаний, проведенных в наших инженерных лабораториях. Фактические испытания проводятся с новыми захватами на металлических стержнях, подверженных прямым продольным растягивающим нагрузкам, приложенным с одинаковой скоростью.Нормальные факторы производства и испытаний могут привести к отклонению + или - 20% в приведенных приблизительных значениях прочности на разрыв.

Широкое применение захватов Amtec Grips на самых разных объектах требует использования адекватных факторов безопасности для обеспечения безопасной рабочей нагрузки. Отношение указанной приблизительной прочности на разрыв к нормальной рабочей нагрузке является запасом прочности. Например, коэффициент запаса прочности, равный десяти (10), будет означать, что рабочая нагрузка установлена ​​путем деления приведенной в каталоге приблизительной прочности на разрыв на десять (10), или можно указать, что рабочая нагрузка составляет 1/10 от указанной в каталоге. указана приблизительная прочность на разрыв.

Невозможно установить коэффициент безопасности, подходящий для всех случаев, поскольку условия эксплуатации никогда не бывают одинаковыми. Нагрузка, скорость, ускорение, диаметр, количество захватываемых объектов, поверхность захватываемого объекта и используемые приспособления - все это следует учитывать вместе с эффектами истирания, коррозии, предшествующего использования или неправильного обращения, и т. д. Пользователь-инженер должен учитывать все переменные своего конкретного применения, а также возможные последствия аварии, прежде чем выбирать применяемый коэффициент безопасности.Если условия применения четко не определены или если высок риск повреждения персонала или имущества, следует использовать больший коэффициент безопасности.

Любая гарантия в отношении качества, рабочих характеристик или пригодности для использования рукояток всегда основана на том условии, что опубликованные приблизительные значения прочности на разрыв относятся только к новым, неиспользованным рукояткам и что такие продукты надлежащим образом хранятся, обрабатываются, используются, обслуживаются и должным образом проверяются время от времени в период использования.

Следует проконсультироваться с заводом-изготовителем для получения рекомендаций по конкретному применению, когда приблизительная прочность на разрыв и удерживающая способность имеют решающее значение.

Предел определения безопасности и примеры, используемые в базовых документах безопасности и процессе USQ (конференция)

Болье, Р. А. Предел определения безопасности и примеры, используемые в базовых документах безопасности и процессе USQ . США: Н. П., 2013. Интернет.

Болье, Р.A. Предел определения безопасности и примеры, используемые в базовых документах безопасности и процессе USQ . Соединенные Штаты.

Болье, Р. А. Чт. «Определение запаса безопасности и примеры, используемые в базовых документах безопасности и процессе USQ». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/1134068.

@article {osti_1134068,
title = {Предел определения безопасности и примеров, используемых в базовых документах безопасности и процессе USQ},
author = {Болье, Р.A.},
abstractNote = {Окончательное правило управления ядерной безопасностью, 10 CFR 830, предусматривает неопределенный термин «запас безопасности» (MOS). Безопасные гавани, перечисленные в 10 CFR 830, Таблица 2, такие как DOE-STD-3009, используют, но не определяют термин.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *