EHITUSKONSTRUKTSIOONIDE PROJEKTEERIMISE ALUSED

Transcript

1 EHITUSKONSTRUKTSIOONIDE PROJEKTEERIMISE ALUSED EET3680 EHITUSPROJEKTEERIMISE ERIALA DIPLOMIÕPE 2,0 ap Lektor: prof. K. Loorits Kestus: 8 õppenädalat Lõpeb arvestusega 1999/2000 kevadsemester

2 Projekteerimise alused 2 PROJEKTEERIMISE ALUSED Eesti ehituskonstruktsioonide projekteerimisnormid (EPN) Üldist (1) Eesti projekteerimisnormid koosnevad reast juhendeist, mida kasutatakse: a) ehituskonstruktsioonide, ehitiste ja ehitustööde ehituslikul ja geotehnilisel projekteerimisel; b) ehituskonstruktsioonide valmistamisel; c) ehitustööde teostamisel ja järelvalvel. (2) Eesti projekteerimisnormide eesmärgiks on: a) tagada ehituskonstruktsioonide ja ehitutsööde kvaliteedi vastavus Euroopa standardite ja ehitustoodete direktiivi olulisemate nõuetega; b) olla aluseks ehitiste ja ehitustoodete tehnilisele spetsifitseerimisele lähtudes Euroopas aksepteeritud kvaliteedi tasemest. (3) EPN-des antakse tööde teostamise ja kvaliteedikontrolli osas ettekirjutusi ainult sedavõrd, kui see on vajalik projekteerimiseelduste täitmiseks ning ehitustoodete ja -tööde nõuetekohase kvaliteedi tagamiseks. EPN-de koostamine ja kasutuselevõtmine (1) EPN-de koostamist alustati a. suvel vastavate Eurocode'de alusel. (2) Kuni EPN-de (järkjärgulise) valmimiseni jäävad kasutusele N. Liidu

3 Projekteerimise alused 3 ehitusnormid (SNiP). Vastavaid SNiP-e vōib (kokkuleppel tellijaga) paralleelselt EPN-de eelnõudega (tähistatakse EPN-ENV) kasutada kuni EPN-i kehtestamist normieelnõust normiks. Paralleelselt SNiP-iga võib kokkuleppel tellijaga kasutada ka muude maade (näiteks Soome, Rootsi, Saksa jne) projekteerimisnorme. Pärast normiks kehtestamist jäävad ainukehtivaks EPN-d. (3) EPN-d on koostatud selliselt, et neid oleks võimalik üksteisest sõltumatult kasutusele võtta. Täielik üleminek kōigi konstruktsiooniliikide ja -tüüpide osas EPN-dele on pikaajaline protsess, mille kestus sõltub vastavate Eurocode'de valmimise kiirusest, samuti EPN-de koostamiseks eraldatavate materiaalsete ressursside suurusest. (4) Ülaltoodust lähtudes võetakse EPN-d (või EPN-ENV-d) kasutusele üksteisest sõltumatult, vastavalt nende valmimisele ja kehtestamisele EV Keskkonnaministeeriumi (Majandusministeeriumi?) poolt. Kasutamise esimese 3 (?) aasta jooksul (nn. eelnõu-staadiumis) võidakse normidesse sisse viia vastavalt kasutajate ettepanekutele muudatusi ja täiendusi (näiteks eestikeelse terminoloogia osas, kasutatavuse parandamiseks jne.), niivõrd kui need pole vastuolus Euroopa normidega (Eurocode'id ehk EC-d). (5) EPN-d on koostatud lähtudes Eurocode'idest ja nendega sedavōrd vastavuses, et on tagatud: EPN-de kohaselt projekteeritud ja valmistatud ehitustoodete vastavus Euroopa standardite ja ehitustoodete direktiivi nõuetele; vajaduse korral sujuv üleminek Euroopa normidele ilma, et sellega kaasneks põhimõttelisi muudatusi ehituskonstruktsioonide projekteerimise ja valmistamise ning ehitustööde teostamise nōuete osas. EPN-de koosseis (1) EPN-de koosseis on kavandatud põhimõttelises vastavuses Eurocodeide programmiga järgmisena: - EPN 1. Projekteerimise alused. Koormused. - EPN 2. Betoon- ja raudbetoonkonstruktsioonid. - EPN 3. Teraskonstruktsioonid. - EPN 4. Komposiitkonstruktsioonid.

4 Projekteerimise alused 4 - EPN 5. Puitkonstruktsioonid. - EPN 6. Kivikonstruktsioonid. - EPN 7. Geotehnika. - EPN 8. Projekteerimine seismiliselt aktiivsetel aladel. - EPN 9. Alumiiniumkonstruktsioonid. (2) Vastavalt vajadusele võib esitatud loetelu edaspidi täiendada. (3) Iga ülaltoodud EPN koosneb omakorda osadest. Näiteks EPN 3 "Teraskonstruktsioonid" koosseis on järgmine: - osa 1.1: Hoonete teraskonstruktsioonide projekteerimiseeskirjad - osa 1.2: Teraskonstruktsioonid. Tulepüsivus - osa 1.3: Teraskonstruktsioonid. Külmpainutatud profiilid ja profiilplekk - osa 1.4: Roostevabast terasest konstruktsioonide projekteerimine - osa 1.5: Teraskonstruktsioonid. Lisanõuded põiksuunas koormamata tasapinnaliste plaatkonstruktsioonide projekteerimiseks - osa 1.6: Lisanõuded teraskoorikute projekteerimiseks - osa 1.7: Lisanõuded põiksuunas koormatud tasapinnaliste terasest plaatkonstruktsioonide projekteerimiseks - osa 2: Terassillad - osa 3.1: Tornid ja mastid (valmib a.) - osa 3.2: Teraskorstnad - osa 4.1: Terassilod ja -punkrid - osa 4.2: Reservuaarid ja mahutid - osa 4.3: Terastorustikud - osa 5: Terasvaiad - osa 6: Kraanade tugikonstruktsioonid (kraanatalad?) - osa 7: Mereehitiste teraskonstruktsioonid - osa 8: Põllumajandusehitiste teraskonstruktsioonid Kursiivkirkas toodud normid ei ole veel avaldatud. Püstkirjas toodud normi(eelnõu)d on praeguseks avaldatud ja kasutusel.

5 Projekteerimise alused 5 Seni avaldamata normide asemel tuleb kasutada kas N. Liidu aegset SNiP-i või mõne muu maa norme. EPN-ENV 1: Projekteerimise alused. Koormused EPN-ENV 1 koosseis (1) EPN 1 koosseis on kavandatud põhimõtteliselt samasugusena nagu Eurogode 1-l. Kuna viimase kõik osad ei ole veel valminud, ei ole välistatud ka muudatused EPN 1 lõplikus koosseisus. (2) EPN 1 esialgselt kavandatud koosseis on järgmine: - osa 1: Projekteerimise alused - osa 2: Hoonete konstruktsioonide koormused: - 2.1: Sissejuhatus - 2.3: Omakaalukoormused - 2.4: Kasuskoormused - 2.5: Lumekoormus - 2.6: Tuulekoormus - 2.7: Tulekahjukoormused - osa 3: Sildade liikluskoormused - osa 4: Mahutite koormused - osa 5: Kraanakoormused (?) Märkus: Eurocode 1 nummeratsioon on praeguseks mõnevõrra muutunud. (3) Vastavalt EC 1 koosseisu muutumisele võib esitatud loetelu täieneda või muutuda. EPN-ENV 1 osa 1 kasutusala Tehnilised eesmärgid (1) EPN 1 käesolevas osas 1 on toodud konstruktsioonide ohutuse, kasutuskõlblikkuse ja kestvuse tagamise põhimōtted ja nõuded. Normid

6 Projekteerimise alused 6 põhinevad piirseisundite meetodil ja osavarutegurite süsteemil. Samas see ei välista teiste meetodite kasutamist. (2) Uute konstruktsioonide projekteerimisel tuleb EPN 1 käesolevat osa kasutada koos EPN 1 muude osade ja teiste projekteerimisnormidega (EPN 2...7). Eeldatavad kasutajad (1) Seoses ülaltoodud tehniliste eesmärkidega on EPN-ENV 1 osa 1 ette nähtud kasutamiseks: EPN-de ülejäänud osade koostajatele; ehitiste tellijatele, ehitusettevõtjatele ja projekteerijatele; ametiisikutele, samuti nagu EPN-ENV 1 teised osad ning teised EPN-d. EPN-ENV 1.1: PROJEKTEERIMISE ALUSED 1. SISSEJUHATUS 1.1. Eesmärgid (1) EPN 1 osa 1 määratleb ehituskonstruktsioonide ohutuse ja kasutuskõlblikkuse põhimõtted ja nõuded ning annab konstruktsioonide arvutuse alused Kasutusvaldkond (1) EPN 1.1 annab alused ja üldpõhimõtted ehitiste projekteerimiseks, kaasaarvatud ka geotehniline projekteerimine ja seda kasutatakse koos teiste projekteerimis-normidega (EPN 1 muud osad ning EPN 2...7). (2) EPN 1.1 kasutatakse ka selliste ehituskonstruktsioonide projekteeri-

7 Projekteerimise alused 7 mise alusena, mille kohta otsesed projekteerimisnormid puuduvad Eeldused (1) Nii käesolevate normides kui ka EPN s lähtutakse järgmistest eeldustest: konstruktsioone projekteerivad piisava kvalifikatsiooni ja kogemustega isikud; konstruktsioone valmistavates tehastes ja ehitusplatsidel on tagatud küllaldane kvaliteedikontroll; ehitustöid teostavatel isikutel on küllaldased ametioskused ja töökogemus; kasutatakse ehitusmaterjale ja tooteid, mille omadused on määratletud nõuetekohaste standardite ja spetsifikatsiooniga (või Eurocode'ga); konstruktsioone hooldatakse piisavalt; konstruktsioone kasutatakse eesmärgipäraselt. (2) EPN-des toodud projekteerimismeetodid kehtivad eeldusel, et konstruktsioonid valmistatakse ja ehitustööd tehakse EV ehitusnormide nõuete kohaselt Määratlused ja terminid (1) Juhul, kui vastupidine pole eraldi äramärgitud, kasutatakse rahvusvahelisele standardile ISO 8930 vastavat terminoloogiat. (2) Kasutatakse kōigile EV projekteerimisnormidele (ja kōigile Eurocode'idele) ühiseid termineid, millel on järgmine tähendus: ehitamine: ehituse või ehitustehnilise töö teostamiseks vajalik tegevus. See termin hõlmab tööd ehituskohal; see vōib tähendada ka detailide valmistamist väljaspool ehitusplatsi ja seejärel toimuvat montaaţi ehitusplatsil; ehitise liik: termin, mis viitab ehitise või ehitustehnilise töö

8 Projekteerimise alused 8 funktsioonile - näiteks tööstusehitis, elamu, maanteesild jne.; ehitusmaterjal: ehitustöödel kasutatav materjal, näiteks betoon, teras, puit, kivi jne.; ehitusobjekt (ehitis): kõik, mida ehitatakse või mis on ehitustegevuse tulemus. Siia alla kuuluvad nii hooned, rajatised kui ka ehitustööd. See viitab nii kandekonstruktsioonidele, ehitiste geotehnilistele osadele kui ka mittekandekonstruktsioonidele; ehitusviis: ehitustööde tegemise viis, näiteks ehitamine monteeritavatest detailidest, konstruktsioonide valamine monoliitsest betoonist jne.; kandekonstruktsioon (kandetarind): organiseeritud kogum ühendatavaid elemente, mis on projekteeritud tagama teatud lõpliku jäikuse; konstruktiivne skeem (arvutusskeem): konstruktiivse süsteemi lihtsustatud skeem, arvutusmudel; konstruktiivne süsteem: hoone vōi rajatise kandeelemendid ja viis, kuidas neid eeldatakse üheskoos toimivat; konstruktsiooni liik: konstruktsiooni (kande-)funktsiooni iseloomustav termin, näiteks tala, post, kaar, rippsild jne.; konstruktsiooni tüüp: viide konstruktsiooni põhimaterjalile - näiteks raudbetoonkonstruktsioon, teraskonstruktsioon jne. Olulisemate terminite inglise-, saksa- ja soomekeelsed vasted on toodud tabelis 1. (2) Projekteerimisel kasutatavad tähtsamad terminid: ajutine arvutusolukord: olukord, mille kestus on lühike võrreldes konstruktsiooni projekteeritud kasutuseaga ja milline võib teatud tõenäosusega esineda näiteks ehitamise vōi remondi ajal; alaline arvutusolukord: olukord,mille kestus on sama suurusjärku konstruktsiooni projekteeritud kasutuseaga. See vastab enamasti

9 Projekteerimise alused 9 tavalistele kasutustingimustele; arvutuskriteeriumid: iga piirseisundi tingimuste täitmist kirjeldavad kvantitatiivsed suurused; arvutusolukord: teatud ajavahemikus esinevad füüsikalised tingimused, mille puhul tuleb tagada, et piirseisundeid ei ületata; avariifaktor: erandlik ja tugeva mõjuga sündmus, mis võib esile kutsuda avariiolukorra - näit. mingi erandlik koormus või ülemäärane kõrvalekalle projekteeritud mõõtmetest; avariiolukord: olukord, millega kaasnevad erandlikud tingimused konstruktsioonidele, näiteks tulekahju, plahvatus, kokkupõrge või kohalik vigastu; hooldamine: tegevuste kogum konstruktsiooni kasutusea kestel konstruktsiooni kasutusomaduste ja toimivuse säilitamiseks; kandepiirseisund: konstruktsiooni purunemise või oluliste kahjustustega kaasnev seisund, mis tavaliselt vastab konstruktsiooni või selle osa suurimale kandevõimele; kandevõime: elemendi, ristlõike või konstruktsiooni mehhaaniline omadus, mida mõõdetakse enamasti jõu või momendi ühikutes, näiteks paindekandevõime, tõmbekandevõime, nõtkekandevõime jne.; kasutuspiirseisund: seisund, mille ületamisel konstruktsioon või tema osa ei ole enam suuteline täitma talle esitatud ekspluatatsiooninõudeid. See vastab normaalse kasutatavuse kriteeriumidele; koormusjuhtum (ingl.k. load case): kokkusobivad koormusvariandid, deformatsioonid ja ebatäpsused, mis võetakse arvutustes vaadeldaval juhul (kvalitatiivselt) arvesse; koormuskombinatsioon (ingl.k. combination of actions): arvutuskoormuste kogum, mida kasutatakse konstruktsiooni arvutamisel piirseisundis mitme koormuse üheaegsel mõjumisel; koormusvariant (ingl.k. load arrangement): liikuva koormuse asendi, suuruse ja suuna fikseering;

10 Projekteerimise alused 10 piirseisund: seisund, mille ületamisel konstruktsioon enam ei täida talle ettenähtud funktsioone; projekteeritud kasutusiga: oletatav ajavahemik, mille kestel konstruktsiooni kavatsetakse kasutada etteantud hooldamise tingimustes, kuid ilma oluliste vältimatute remontideta; tugevus: materjali mehaaniline omadus,mida mõõdetakse tavaliselt pinge ühikutes. (4) Koormustega seotud terminid: alaline koormus (G): koormus, mis mõjub tõenäoliselt konstruktsiooni kogu arvutusolukorra vältel ja mille suuruse muutumine ajas on tühine või toimub kogu aeg kindlas suunas, kuni koormuse suurus saavutab teatud piirväärtuse; arvutuskoormus (F d ): suurus, mis on saadud normikoormuse korrutamisel osavaruteguriga γ F ; avariikoormus (A): reeglina kestuselt lühiajaline koormus, mille esinemise tõenäosus projekteeritud kasutusea vältel on väike. Avariikoormus võib põhjustada paljudel juhtudel raskeid tagajärgi, kui ei võeta kasutusele eriabinõusid; dünaamilised koormused: koormused, mis põhjustavad konstruktsioonile või tema osadele märgatava kiirenduse; kinniskoormus: koormus, mille paiknemine konstruktsiooni ulatuses on püsiv ning mille suurus ja suund on määratud kogu konstruktsiooni ulatuses. koormus: konstruktsioonile mõjuv jõud (otsene koormus) või välistingimustest põhjustatud deformatsioon (kaudne koormus, mõjur). Kaudseteks koormusteks on näiteks temperatuuri muutused, niiskuse mõju, vajumised jne.; koormuse esindusväärtus: üksikkoormuse suurus koormuskombinatsioonis, mis võtab arvesse üksteisest sõltumatute koormuste

11 Projekteerimise alused 11 ebasoodsaimate väärtuste samaaegse esinemise väikese tõenäosuse; koormuskombinatsioon: arvutuskoormuste kogum, mida kasutatakse konstruktsiooni arvutamisel piirseisundis mitme koormuse üheaegsel mõjumisel; koormustulem: koormuste mõju konstruktsioonielementide seisundile, näit. sisejõud, momendid, pinged, pikenemised jne.; liikuv koormus: koormus, mille paiknemine ja suurus võivad suvaliselt muutuda konstruktsiooni ulatuses; muutuva koormuse tavaline väärtus: koormuse suurus, mis on määratud nii, et vaadeldava ajavahemikuga võrreldes aeg, mille jooksul see väärtus ületatakse, on tühine, või mille ületamise esinemissagedus on piiratud; muutuva koormuse tõenäoline väärtus (...quasi permanent value ): koormuse suurus, mis on määratud nii, et vaadeldava ajavahemikuga võrreldes aeg, mille jooksul see väärtus ületatakse, on märkimisväärne; muutuva koormuse matemaatiline ootus (keskmine suurus); muutuv koormus (Q): koormus, mis tõenäoliselt ei mõju kogu arvutusolukorra vältel, või mille suurus võib ajas oluliselt muutuda; normikoormus: koormuse nn. "omaväärtus". Juhul, kui normikoormus määratakse statistiliste meetoditega,siis selle suurus võetakse selline, et seda etteantud tõenäosusega ei ületataks konstruktsiooni projekteeritud kasutusea või arvutusolukorra kestel. Normikoormusi kasutatakse piirseisundite meetodi puhul; staatilised koormused: koormused, mis ei tekita konstruktsioonile vōi tema osadele olulist kiirendust; tavaline koormuskombinatsioon: kombinatsioon, mida arvestatakse konstruktsiooni arvutamisel (taastuvas) kasutuspiirseisundis mingi koormustulemi (näiteks läbipainde v.m.s.) leidmisel ja mida võidakse vaadeldava perioodi vältel korduvalt ületada; töökindlus: üldmõiste, mis hõlmab ohutuse, kasutuskõlblikkuse ja konstruktsiooni kestvuse mõisted.

12 Projekteerimise alused 12 (5) Materjalide omadustele viitavad terminid: materjali omaduse arvutuslik väärtus (arvutusväärtus) X d : suurus, mis saadakse normatiivse väärtuse jagamisel osavaruteguriga γ M ; materjali omaduse normatiivne väärtus (normiväärtus) X k : materjali omaduse väärtuse alumine (ülemine) piir, mida teatud tõenäosusega ei saavutata oletatavas lõpmatus katsete seerias. See vastab tavaliselt konstruktsiooni materjali teatud omaduse statistilise jaotusega määratud fraktiilile. Teatud tingimustes kasutatakse normiväärtusena nimiväärtust. (6) Geomeetriliste mõõtmetega seotud terminid: normatiivne väärtus: suurus, mis tavaliselt vastab projekteerija poolt määratud mōōtmetele; arvutusväärtus: tavaliselt nimiväärtus. Tabel 1. Olulisemate terminite vasted erinevates keeltes Eesti Inglise Saksa Soome Ehitamine Execution Bauausführung Toteutus Ehitise liik Type of building Art des Bauverks Rakennuksen tyyppi Ehitusmaterjal Construktion Baustoff, Werkstoff Rakennusmateriaali Ehitis (ehitusobjekt) Construction Bauwerk Rakennuskohde works Ehitusviis Method of Bauverfahren Rakennustapa construction Kandekonstruktsioon Structure Tragwerk Rakenne Konstruktiivne süsteem Structural system Tragsystem Rakennejärjestelmä Konstruktsiooni Form of Art des Tragwerks Rakennetyyppi liik structure Konstruktsiooni Type of Bautyp Rakenteen

13 Projekteerimise alused 13 (ehitise) tüüp construction materiaali (!?) 2 PROJEKTEERIMISE PÕHIMÕTTED 2.1. Põhinõuded (1) Konstruktsiooni projekteerimisel ja ehitamisel tuleb silmas pidada järgmisi põhinõudeid: konstruktsioon peab vastuvõetava tõenäosusega täitma talle esitatud nõudeid kogu projekteeritud kasutusea vältel ja tagama ekspluatatsioonikulude jäämise kavandatud piiridesse; konstruktsioon peab nõuetekohase usaldusväärsusega olema võimeline vastuvõtma ja kandma kõiki ehituse- ja ekspluatatsiooni ajal tõenäoliselt esinevaid koormusi ning tal peab olema normaalsete hoolduskulude juures küllaldane kestvus (ajaline säilivus). (2) Kandekonstruktsioonid peavad olema projekteeritud nii, et nad sellistel põhjustel nagu plahvatused, kokkupõrked või inimlike vigade tulemused ei kahjustuks võrreldes põhjuse tõsidusega kohatult palju. (3) Võimalikke kahjustusi tuleks vältida või piirata, kasutades järgmisi põhimõtteid: välditakse või vähendatakse neid võimalikke ohte, mis on konstruktsiooni seisukohalt riskantsemad; valitakse selline konstruktsiooni liik, mis ei ole tundlik võimaliku ohu suhtes; konstruktsioonid seotakse omavahel, so. tagatakse nende koostöö. (4) Eeltoodud nõuded tuleb täita sobiva ehitusmaterjalide valiku ja otstarbeka projekteerimisega ning konstruktsioonide valmistamise, montaaži ja ekspluatatsiooni jaoks kohaste järelvalvemeetodite detailse määratlemisega igaks konkreetseks juhtumiks.

14 Projekteerimise alused Töökindluse taseme tagamise põhimõtted (1) Suurema osa konstruktsioonide puhul saavutatakse nõutav töökindluse tase kasutades nende dimensioneerimiseks EPN (vōi vastavalt EC 1...7) antud arvutusmeetode ja nōudeid ning kohast kvaliteedikontrolli süsteemi. Nõutav töökindluse tase võib sõltuda: purunemise (varisemise) põhjustest ja viisist; varisemise võimalikest tagajärgedest, võttes arvesse nende elu- ja vigastusohtlikkuse, majanduslikud kahjud jne.; varisemisriski vähendamiseks vajalikest kulutustest; rahvuslikest, piirkondlikest ja kohalikest töökindlustaseme nõuetest. (2) EPN sisaldavad rea töökindluse tagamise abinõusid, millest olulisemad on: kasutuskõlblikkuse nõuded; koormuste õiged normiväärtused; nõutava kestvuse (konstruktsioonide ajalise säilivuse) võtmine; arvesse konstruktiivse usaldusväärsuse astme arvestamine; pinnase- ja võimalike keskkonna mõjude uuringute küllaldane maht ja tase; kasutatavate mehaaniliste või matemaatiliste mudelite täpsus; detailprojekteerimise reeglite täpsus; jämedate inimlike vigade ning riskantsete projektlahenduste ja väärade ehitusmeetodite avastamine (välistamine) kvaliteedikontrolli käigus.

15 Projekteerimise alused Arvutusolukorrad (1) Arvutusolukorra valikul tuleb arvestada tingimusi, millistesse konstruktsioon võib sattuda oma funktsioone täites. Valitud arvutusolukorrad peavad olema niivõrd ranged ja mitmekesised, et kõik võimalikud olukorrad ja tingimused, mille esinemist konstruktsiooni püstitamise ja kasutusea vältel võib ette näha, oleksid arvesse võetud. (2) Arvutusolukorrad on järgmised: alalised olukorrad, mis kajastavad tavalisi ekspluatatsioonitingimusi; ajutised olukorrad, mis kajastavad konstruktsiooni ajutisi töötamistingimusi näiteks püstituse või remonttööde ajal; avariiolukorrad, mis arvestavad konstruktsiooni töötamistingimusi erandolukordades, näiteks tulekahju, plahvatuse, kokkupõrke v.m.s. tingimustes Projekteeritud kasutusiga (1) Projekteeritud kasutusiga on oletatav ajavahemik, mille kestel konstruktsiooni kasutatakse planeeritud otstarbel ettenähtud hooldusabinõusid rakendades, ilma olulise vältimatu remondita Kestvus (1) Konstruktsiooni või selle osa kestvus (ajaline säilivus) tema keskkonnas peab olema selline, et konstruktsioon oleks kasutuskõlblik kogu projekteeritud kasutusea kestel, kui teda kohaselt hooldatakse. (2) Piisava kestvusega konstruktsiooni valmistamiseks tuleb arvesse vōtta järgmisi üksteisega seotud tegureid: konstruktsiooni eeldatavaid kasutamistingimusi ja nõutavaid töötamiskriteeriume;

16 Projekteerimise alused 16 eeldatavaid keskkonnatingimusi; materjalide kokkusobivust, nende omadusi ja töökindlust; konstruktiivse süsteemi valikut; konstruktsioonielementide kuju ja detailide projekteerimist; nende valmistamise kvaliteeti ja kontrolli taset; hooldamist projekteeritud kasutusea vältel. (3) Keskkonnatingimusi tuleb arvesse võtta juba projekteerimise ajal, et oleks võimalik ennetada nende (negatiivset) mõju kestvusele ja võtta kasutusele vajalikud abinõud materjalide ja toodete kaitseks. 3. PIIRSEISUNDID 3.1. Üldmõisteid (1) Piirseisund on seisund, mille ületamisel konstruktsioon lakkab täitmast talle esitatud nõudeid. (2) Tehakse vahet kandepiirseisundite ja kasutuspiirseisundite vahel. (3) Piirseisundid võivad seostuda pikaajaliste, ajutiste või avariiarvutusolukordadega Kandepiirseisundid (1) Kandepiirseisundid on seotud konstruktsiooni purunemise või muude kandevõime kaotusega seotud kahjustustega. (2) Konstruktsiooni vahetult purunemisele eelnevaid olukordi (mida lihtsuse mõttes samastatakse purunemisega) käsitletakse samuti kandepiirseisunditena.

17 Projekteerimise alused 17 (3) Konstruktsioonide arvutamisel võib osutuda vajalikuks kontrollimine järgmiste kandepiirseisundite seisukohalt: konstruktsiooni kui terviku või selle mistahes osa staatilise tasakaalu kaotus; konstruktsiooni purunemine liigsete plastsete deformatsioonide või mehhanismiks muutumise tulemusena, habras purunemine, konstruktsiooni või selle mistahes osa (kaasaarvatud toed ja alused) stabiilsuse kadu; väsimuspurunemine* või mingi muu ajalistest mõjutustest põhjustatud kandevõime kaotus. *) - väsimust võib käsitleda ka eraldi piirseisundina Kasutuspiirseisundid (1) Kasutuspiirseisundi ületamisel konstruktsioon vōi mõni selle osa lakkab täitmast talle esitatavaid ekspluatatsiooninõudeid. (2) Ekspluatatsiooninõuded peavad tagama - ehitise ja selle osade funktsioneerimise; - inimeste mugavuse; - ehitise vastuvõetava välimuse säilimise. (3) Ekspluatatsiooninõuded määratakse tavaliselt projekteerimisnormidega ning tellija ja projekteerija vaheliste kokkulepetega. (4) Konstruktsiooni arvutusel kasutuspiirseisundi järgi võivad määravaks osutuda järgmised asjaolud: deformatsioonid ja siirded, mis kahjustavad konstruktsioonide välimust ja efektiivset kasutamist (kaasaarvatud masinate ja seadmete töötamist) või kahjustavad viimistlust või mittekandekonstruktsioone; viimasel juhul on tegemist nn. taastumatu kasutuspiirseisundiga. vibratsioon, mis põhjustab inimestele ebamugavusi, kahjustab konstruktsioone või nende läheduses olevaid materjale või vähendab konstruktsiooni funktsionaalset efektiivsust;

18 Projekteerimise alused 18 väsimusest või muudest ajalistest mõjutustest tingitud kahjustused Arvutus piirseisundite järgi. (1) Arvutus piirseisundite järgi seisneb: konstruktsiooni- ja koormusmudelite koostamises uuritavatele piirseisunditele eri arvutusolukordade ja koormusjuhtude jaoks; tõestamises, et juhul, kui koormuste arvutussuurused, materjalide omadused ja konstruktsiooni geomeetrilised mõõtmed jäävad arvutusmudelites etteantud piiridesse, piirseisundeid ei ületata. (2) Nõuete täitmise tõestamise põhimõtted ja rakendusreeglid on toodud EPN-ENV peatükis. (3) Peatükkides käsitletakse vastavalt koormusi, materjalide omadusi, geomeetrilisi mōōtmeid ja arvutusmudeleid. 4. KOORMUSED JA KESKKONNA MÕJUD 4.1. Määratlused ja pōhimōtteline liigitus (1) Koormusteks (F) võivad olla: otsesed koormused so. konstruktsioonile otseselt mõjuvad jõud; kaudsed koormused so. sunddeformatsioonid - näiteks temperatuuri mõjud, tugede vajumised jms.. Kaudseid koormusi nimetatakse ka mõjuriteks. (2) Koormusi liigitatakse järgmiselt: (i) nende ajalise muutumise seisukohalt: alalised koormused (G) - näiteks konstruktsioonide omakaal, sisseseade, abikonstruktsioonide ja statsionaarsete seadmete kaal;

19 Projekteerimise alused 19 muutuvad koormused (Q) - näiteks kasuskoormused, tuule- ja lumekoormus; avariikoormused (A) - näiteks plahvatused, transpordivahendite kokkupōrked konstruktsioonidega jms.; (ii) nende liikuvuse järgi: kinniskoormused - näiteks omakaal; liikuvad koormused - koormused, mille puhul on võimalikud erinevad koormusjuhtumid - näiteks liikuvad kasuskoormused, tuulekoormus, lumekoormus; (iii) nende mōjumisviisi järgi: staatilised koormused, mis ei põhjusta konstruktsioonis või selle osades nimetamisväärseid kiirendusi: dünaamilised koormused, mis põhjustavad konstruktsioonis või selle osades arvestatavaid kiirendusi. (3) Mõningail juhtudel võib dünaamilisi koormusi käsitleda staatiliste koormustena, viimaseid vastavalt suurendades. (4) Mõningaid koormusi, nagu maavärisemise- ja lumekoormusi võib käsitleda kas avariikoormuste või muutuvate koormustena. (5) Eelpingestusjōud (P) on alaline koormus, kuid otstarbekohasusest tingituna seda käsitletakse eraldi. Täpsemad andmed eelpingestusjõu kohta on toodud vastavates konstruktsioonide projekteerimisnormides. (6) Kaudsed koormused (mõjurid) võivad olla nii alalised G ind (näiteks tugede vajumine) kui ka muutuvad Q ind (näiteks temperatuuri mõjud) ja neid käsitletakse sellele vastavalt Normikoormused (normatiivsed koormused) (1) Koormuste suurused antakse tavaliselt normisuurustena.

20 Projekteerimise alused 20 (2) Koormuste normisuurused (F k ) määratletakse: EPN 1 vastavates osades kas keskväärtustena, nimiväärtustena või siis ülemise või alumise piiri kaudu; tellija poolt või tellija ja projekteerija vahelisel kokkuleppel, eeldades, et EPN 1-s toodud miinimumnõuded ja eriaktidega antud piirnõuded on seejuures arvesse võetud. (3)Alalistele koormustele, millel on suur variatsioonitegur (V > 0,1), või mille suurus konstruktsiooni kasutusea vältel tõenäoliselt vaheldub (näiteks alalised kasuskoormused), kasutatakse kahte normisuurust - ülemist (G k.sup ) ja alumist (G k.inf ). Muudel juhtudel piisab ühest normisuurusest (G k ). Alaliskoormuste normisuurusi on käsitletud EPN 1 osas 3. (4) Tavaliselt, kui variatsioonitegur V = 0,1, G k.sup ja G k.inf erinevad vastavast keskmisest väärtusest ~ 30 % võrra. (5) Enamikel juhtudel võib konstruktsiooni omakaalu väljendada ühe normikoormusena, mis leitakse nimimõõtmete ja keskmise tiheduse kaudu. (6) Muutuvate koormuste normisuuruseks (Q k ) võib olla: koormuse suuruse ülemine piir, mida etteantud tõenäosusega ei ületata või alumine piir, mida etteantud tõenäosusega ekspluatatsiooni ajal ei saavutata; koormuse etteantud suurus (nimisuurus). Muutuvate koormuste normsuurusi on toodud EPN 1 osades (7) Vee kaalust tingitud koormused leitakse vee nivoo kaudu, võttes arvesse nivoo võimalikke kõikumisi. 4.3 Muutuvate koormuste esindussuurused (1) Muutuvatel koormustel on järgmised esindussuurused:

21 Projekteerimise alused 21 normisuurus (omaväärtus) Q k ; kombinatsioonisuurus Ψ 0 Q k ; nn. tavaline esindussuurus Ψ 1 Q k ; nn. tõenäoline esindussuurus Ψ 2 Q k. (2) Kordajate Ψ 0, Ψ 1 ja Ψ 2 abil saadavaid suurusi ja koormuse normisuurust Q k kasutatakse koormuste ja koormuskombinatsioonide väljendamiseks nagu on toodud käesolevate normide p.-s 9. Kombinatsioonisuurusi Ψ 0 Q k kasutatakse kandepiirseisundi ja taastumatu kasutuspiirseisundi kontrollimisel. Muutuva koormuse tavalisi esindussuurusi Ψ 1 Q k ja tõenäolisi esindussuurusi Ψ 2 Q k kasutatakse avariikoormustega seotud kandepiirseisundite ja taastuvate kasutuspiirseisundite kontrollimisel. Tõenäolisi esindussuurusi kasutatakse ka kasutuspiirseisundi pikaajalise mõju (näiteks roomamise) arvutamisel. (3) Mōningate konstruktsioonide puhul võib osutuda vajalikuks muude esindussuuruste või teist tüüpi koormuste arvestamine - näiteks väsimusarvutustes on määravaks hoopis väsimuspurunemist põhjustav koormustsüklite arv. (4) Avariikoormuse esindussuuruseks on tavaliselt tema normisuurus A k Keskkonna mõjud (1) Keskkonna ebasoodsad mõjud, mis võivad vähendada näiteks konstruktsiooni kestvust, tuleb konstruktsioonide valikul ja sobivate konstruktiivsete lahenduste projekteerimisel arvesse võtta.

22 Projekteerimise alused MATERJALIDE OMADUSED (1) Materjalide (kaasaarvatud pinnas) ja toodete omadused määratakse normisuurustena, mis vastavad vaadeldava omaduse alampiiri sellisele väärtusele, mida oletatavates lõpmatutes katseseeriates etteantud tõenäosusega ei saavutata (või ülempiiri väärtusele, mida ei ületata). (2) Materjalide omadused määratakse tavaliselt kindlates tingimustes tehtud standardkatsete põhjal. Juhul kui katsete põhjal tuleb anda materjali omaduse vastav normisuurus (mis eeldatavasti võib sõltuda materjali vōi pinnase käitumisest), kasutatakse variatsioonikordajat. (3) Materjali tugevusel võib olla kaks normisuurust - ülemine ja alumine, mida kasutatakse sõltuvalt uuritava probleemi tüübist. (4) Kui materjali omaduse statistilise jaotuse kohta andmed puuduvad, võib normisuuruse asemel kasutada nimisuurust või keskväärtust. (5) Materjalide omaduste väärtused on toodud vastavate konstruktsioonide projekteerimisnormides (EPN 2...7). 6. MÕÕTMED (1) Kõik mõõtmed antakse tavaliselt normatiivsete suurustena, mis reeglina vastavad projekteerija poolt määratud mõõtmetele. (2) Konstruktsioonielementide dimensioneerimisel arvesse võetavad mõõtmete ebatäpsused ja tolerantsid on toodud vastavate konstruktsioonide projekteerimisnormides (EPN 2...7). 7. ARVUTUSMUDELID JA -SKEEMID (1) Arvutuste tegemisel tuleb kasutada kohaseid arvutusmudeleid. Mudelid peavad olema piisavalt korrektsed konstruktsiooni käitumise ja uuritava piirseisundi prognoosimiseks. (2) Võimaluse korral peaksid arvutusmudelid põhinema kvantitatiivsetel

23 Projekteerimise alused 23 katselistel uuringutel. 8. DIMENSIOONIMINE KATSETE PÕHJAL (1) Osa dimensioonimisprotsessist võib läbi viia füüsiliste mudelitega tehtud katsete pōhjal. Katsete korraldus ja katsetulemuste analüüs peavad olema sellisel tasemel, et nende alusel dimensioneeritud konstruktsioonid oleksid kõigis piirseisundites ja koormustingimustes sama töökindlad kui EPN le vastavate arvutuste põhjal dimensioonitud konstruktsioonid. 9. OSAVARUTEGURITE MEETODI KASUTAMINE 9.1 Sissejuhatus Osavarutegurite meetodi olemus (1) Eesti ehituskonstruktsioonide projekteerimisnormides EPN tagatakse konstruktsioonide piirseisunditel põhinev töökindlus nn. osavarutegurite meetodi (ingl.k partial safety factor method) abil. Osavarutegurite meetodiga tuleb tõestada, et kasutades arvutusmudelites koormuste, matejalide omaduste ja geomeetriliste mōōtmete arvutuslikke väärtusi, jäävad kõik piirolukorrad saavutamata. (2) Eriti tuleb tõestada, et a) arvutuslikud koormustulemid (sisejõud, pinged jne.) ei ületa arvutuslikku kandevõimet kandepiirseisundis; b) arvutuslikud koormustulemid (läbipainded, siirded, praod jne.) ei ületa kasutuspiirseisundi kriteeriume. Eri piirseisundite puhul kasutatavad arvutuskoormused erinevad üksteisest ja need määratletakse käesolevas peatükis. (Teatud konstruktsioonide puhul võib osutuda vajalikuks käsitleda veel muidki piirseisundeid - näiteks väsimust.) (3) Kõik võimalikud arvutusolukorrad tuleb võtta arvesse ja selgitada

24 Projekteerimise alused 24 kriitilised koormusjuhtumid. Iga kriitilise koormusjuhtumi jaoks tuleb määrata koormustulemite arvutuslikud suurused (s.o. arvutuslikud sisejōud, pinged jne.). (4) Koormusjuhtum hõlmab omavahel sobivaid koormusvariante, deformatsioone, hälbeid ja ebatäpsusi, mida tuleb arvestada konstruktsiooni kontrollimisel. Neid koormusi, mis füüsilistel põhjustel ei saa mõjuda samaaegselt, koormusjuhtumit väljendavas koormuskombinatsioonis ei arvestata. (5) Koormusvariant määratleb liikuva koormuse asukoha, suuruse ja suuna. (6) Vōimalikud hälbed koormuste oletatud asukohtadest ja suundadest tuleb vōtta arvesse. 9.2 Piiranguid ja lihtsustusi (1) EPN 1 käesolevas osas toodud rakendusreeglid piirduvad staatiliselt koormatud konstruktsioonide kande- ja kasutuspiirseisunditega. Mõningail juhtudel, näiteks tuule dünaamilise mõju arvestamisel, võib dünaamilist koormust tinglikult käsitleda ekvivalentsete staatiliste koormustena, kasutades seejuures dünaamilisi suurendustegureid (dünaamikategureid). (2) Lihtsustatud arvutusi võib kasutada järgmistel juhtudel: kui on ilmne, et kandepiirseisund ei ole otsustav, võib konstruktsiooni dimensioneerida lihtsustatud kande- ja/või kasutuspiirseisundi arvutustega või piirduda ainult kasutuspiirseisundiga; mõningate lihtsate konstruktsioonide puhul võib nende sobivust tuvastada ilma arvutusteta, kasutades vastavaid konstruktiivseid reegleid või küllaldastele kogemustele tuginevad ettekirjutusi. (st. "lahtisest uksest" ei ole vaja sisse murda!)

25 Projekteerimise alused Arvutussuurused (arvutuslikud suurused) Arvutuskoormused (1) Koormuse arvutussuurus F d väljendatakse üldkujul avaldisega ( ) d= d 12 d d 1 d 2 RRaa,,.., XX,,., (1) kus γ F - koormuse osavarutegur, mille abil võetakse arvesse koormuse võimalikke ebasoodsaid kõrvalekaldeid, koormuse ebatäpse modelleerimise võimalusi, koormustulemite hindamise ebatäpsusi, samuti uuritava piirseisundi hindamise ebatäpsusi. (2) Erinevate koormusliikide arvutussuurused väljendatakse järgmiselt: G Q A P = γ G ; d G k = γ Q või Q = γ Ψ Q ; d Q k d Q i k = γ A ; (enamasti on A d kohe antud!) d A k = γ P. (2) d p k (3) Juhul, kui tuleb teha vahet alaliste koormuste soodsate ja ebasoodsate mõjude vahel, kasutatakse kahte erinevat osavarutegurit Koormustulemite arvutussuurused (1) Koormustulemid E on konstruktsiooni vasted (korrelaadid) koormustele - näiteks sisejõud ja momendid, pinged, pikenemised ja paigutused. Teatud koormusvariandile vastava koormustulemi arvutussuurus leitakse arvutuskoormuste ning mõõtmete ja materjaliomaduste arvutussuuruste põhjal, s.t. ( ) d = d1 d2 d1 d2 E E a, a,..., F, F,... (3) kus: a, a, jne. on määratletud EPN-ENV 1.1 jaotises ja d1 d2

26 Projekteerimise alused 26 F, F, jne. - jaotises d1 d2 (2) Mõningail juhtudel, eriti mittelineaarse analüüsi puhul, tuleb kasutada veel täiendavat osavarutegurit, mis kajastab arvutusmudeli ebatäpsusi. Seda tegurit võib rakendada kas koormustele või sisejõududele, sõltuvalt sellest, kummal juhul see tagab suurema turvalisuse. (3) Mittelineaarse analüüsi puhul, s.t., kui koormustulemid ei ole koormusest lineaarses sõltuvuses, võib kasutada järgmisi lihtsustatud reegleid: (a) kui koormustulemid kasvavad koormustest kiiremini, osavarutegureid rakendatakse koormuste normisuurustele (enamasti tehakse nii!); (b) kui koormustulemid kasvavad koormustest aeglasemalt, rakendatakse osavarutegureid koormustulemite normisuurustele (praktikas harva) Materjalide omaduste arvutusväärtused (1) Materjali või toote mingi omaduse arvutusväärtus leitakse tavaliselt valemiga X k X = (4) γ d m kus γ M on materjali või toote vastava omaduse osavarutegur, mille suurus on toodud vastavas projekteerimisnormis (EPN-ENV 2...7) ja mis katab võimalikud ebasoodsad hälbed normisuurustest, geomeetriast ja materjali käitumise mudelist Geomeetriliste mõõtmete arvutussuurused (1) Geomeetriliste mõõtmete arvutussuurustena kasutatakse tavaliselt vastavaid nimi-mõõtmeid a d = a nom (5) (2) Juhul, kui geomeetriliste mõõtmete hälvetel on oluline mõju konstruktsiooni töökindlusele, võetakse arvutussuuruseks

27 Projekteerimise alused 27 a d = a nom + a (6) kus a - võimalik ebasoodne hälve nimimõõtmest. Hälve a vōetakse arvesse ainult sel juhul, kui hälbe mõju võib osutuda kriitiliseks, näiteks nõtkearvutustes. a suurused erinevate konstruktsioonide jaoks on toodud EPN Arvutuslik kandevõime (1) Materjali omaduste, geomeetriliste mõõtmete ja koormustulemite arvutussuurusi kasutatakse konstruktsiooni arvutusliku kandevõime määramiseks järgmiselt: ( ) d = d1 d2 d1 d2 R R a, a,..., X, X,... (7) kus ad1, ad2,... on määratletud EPN-ENV 1.1 jaotises 9.3.4; X, X,... jaotises d1 d2 (2) Arvutusliku kandevõime võib leida ka otse toote või konstruktsiooni normatiivsest kandevõimest R k ilma eelpooltoodud põhisuuruste arvutusväärtusi leidmata: R d Rk = (8) γ R kus γ R on kandevõime osavarutegur. Sellist lähenemist kasutatakse näiteks vaiade arvutamisel. 9.4 Kandepiirseisund Staatilise tasakaalu ja tugevuse kontroll (1) Kui uuritakse konstruktsiooni staatilist tasakaalu või jäiga elemendina toimiva konstruktsiooni brutosiirete piirolukorda, tuleb

28 Projekteerimise alused 28 tõestada, et E E (9) ddst, dstb, kus: E ddst, - stabiilsust vähendavate koormuste arvutuslike tulemite suurus; E dstb, - stabiilsust parandavate koormuste arvutuslike tulemite suurus. (2) Analüüsides konstruktsioonielemendi või liite purunemisega, stabiilsuskao või lubamatute deformatsioonidega kaasnevat piirolukorda, tuleb tagada, et E d R, (9a) d kus: E d - arvutusliku koormustulemi (nagu sisejõud või mitme sisejõu ja momendi vektorsumma) väärtus; R d - arvutuslik kandevõime Koormuskombinatsioonid (1) Iga koormusjuhtumi jaoks tuleb leida arvutuslikud koormustulemid E d, võttes arvesse üheaegselt mõjuvate koormuste suurused järgmiselt: Alalised ja ajutised arvutusolukorrad: alaliste koormuste arvutussuurused koos domineeriva muutuva koormuse arvutussuuruse ja muude koormuste esindussuurustega; Avariiolukorrad: alaliste koormuste arvutussuurused koos domineeriva muutuva koormuse tavalise väärtuse, muude muutuvate koormuste tõenäoliste väärtuste ja avariikoormuste arvutussuurustega. (2) Kui ei ole ilmne, milline muutuvatest koormustest on domineeriv, tuleb vaadelda erinevaid variante nii, et iga muutuvat koormust käsitletakse kui domineerivat.

29 Projekteerimise alused 29 Tabel 2 Kandepiirseisundi koormuskombinatsioonides kasutatavad arvutuskoormused Arvutusolukord Alaliskoormused Muutuvad koormused Q d Avariikoormused G d Domineeriv Muud A d Alaline ja ajutine γ G G k ( P ) γ Q 1Q k 1 γ Qi Ψ 0 i Q ki - Avariiolukord γ GA k γ P γ P k G ( ) P Ψ 11 Q k 1 Ψ 2i Q ki γ A A k või A d k (3) Punktides (1) ja (2) toodud arvutuskoormuste kombinatsioonid võib esitada valemite kujul järgmiselt: Alalised ja ajutised arvutussolukorrad kandepiirseisundi kontrollimisel (v.a.väsimusarvutuste ja eelpinge puhul): γ G " + " γ Q " + " γ Ψ Q ; (10) j 1 Gj kj Q1 k1 Qi 0i ki i 2 Avariiolukorra koormuskombinatsioonid (juhul kui konkreetsel juhul pole teisiti määratud): γ GAj G kj " + " A d " + " Ψ11Q k 1" + " Ψ2 i Q ki j 1 i 2, (11) kus: "+" - "koosmõjus..., samas kogumis..."; Σ - "koosmõju"; G kj - normatiivsed alalised koormused; Q k1 - domineeriva muutuva koormuse normisuurus; Q ki - muude muutuvate koormuste normisuurused; A d - arvutuslik avariikoormus ; γ Gj - j-nda alaliskoormuse osavarutegur ; γ GAj - j-nda alaliskoormuse osavarutegur avariiolukorras ; γ Qi - i-nda muutuva koormuse osavarutegur ; Ψ 0,Ψ 1,Ψ 2 - kombinatsioonitegurid (antud tabelis 4). (4) Avariiolukorra koormuskombinatsioonid sisaldavad kas ühe võimaliku avariikoormuse A (näiteks tulekahju vōi kokkupõrge) või viitavad avariijärgsele olukorrale (A=0). Tulekahjuolukorras A d on

30 Projekteerimise alused 30 kaudse koormuse arvutussuurus. Märkus: Paljudel juhtudel, kus tulekahjust tingitud konstruktsiooni pikenemine ei mängi rolli, võetakse tulekahjuolukorra arvutustes A d = 0. (5) Vajaduse korral tuleb konstruktsiooni kaudsete koormuste (sunddeformatsioonide) mõju arvesse võtta. Tegurid γ ja Ψ rakendatakse sel juhul koormustulemitele Osavarutegurid (1) Kandekonstruktsioonide arvutustes kasutatavad osavarutegurid alaliste-, ajutiste- ja avariiolukordade jaoks on toodud EPN-ENV 1.1 tabelis 3. Nende suurused põhinevad kogemustel ja realiseeritud ehitusprojektide kontrollarvutusel. (Eesti projekteerimisnormides on nad võetud Eurocode 1.1 pakutud suurustega ühesuuruseks.) (2) Nende koormusjuhtumite puhul, kui alaliskoormus suurendab muutuvate koormuste mõju (s.t. alaliskoormuse mõju on konstruktsiooni kandevõime seisukohalt ebasoodne), tuleb kasutada arvutussuuruse ülemist väärtust G d,sup ; kui alaliskoormus vähendab muutuvate koormuste mõju - alumist väärtust G d,inf. (3) Kui arvutustulemused võivad osutuda väga "tundlikeks" alalise koormuse muutustele konstruktsiooni eri osades, siis sellise alalise koormuse soodsaid ja ebasoodsaid osi tuleks käsitleda erinevate koormustena. Sellist meetodit kasutatakse eriti sageli staatilise tasakaalu arvutustes Kombinatsioonitegurid (1) Koormuskombinatsioonide koostamisel kasutatavate kombinatsioonitegurite Ψ väärtused on on toodud EPN-ENV 1.1 tabelis 4.

31 Projekteerimise alused 31 Tabel 3 Koormuse osavarutegurite suurus kandepiirseisundis Koormuse liik Osavaruteguri Avutusolukord tähis Alaline ja ajutine Avarii Alaliskoormused konstruktsioonide omakaalust, pinnasest ja pinnaseveest: asenditasakaalu kaotus (ei sõltu materjali tugevusest): - ebasoodne mõju - soodne mõju γ G,sup γ G,inf 1,10 0,90 1,00 1,00 kandevõime kaotus, mis sõltub materjali tugevusest: - ebasoodne mõju - soodne mõju γ G,sup γ G,inf 1,35 1,00 1,00 1,00 pinnase või pinnasevee survest tingitud kandevõime kaotus; pinnase tugevusest sõltuv kandevõime kaotus γ G 1,00 (1) 1,00 (1) Muutuvad koormused (ebasoodne mõju) kõik juhtumid, va pinnase tugevusest sõltuv kandevõime kaotus γ Q 1,50 1,00 Pinnase tugevusest sõltuv kandevõime kaotus γ Q 1,30 1,00 Avariikoormus γ A - 1,00 Märkus: (1) Pinnase horisontaalsurve arvutamisel rakendatakse osa varutegureid pinnase omadustele ja pinnasele mõjuvatele koormustele. Pinnase arvutussurvet ei tohi määrata pinnase normsurve koruutamise teel osavaruteguriga

32 Projekteerimise alused 32 Tabel 4 Kombinatsiooniteguri Koormuse liik Ψ 0 Ψ 1 Ψ 2 Kasuskoormus klass A (eluruumid jms.) klass B (bürooruumid jms.) klass C (ruumid, kus on võimalik inimeste kogunemine) klass D (kauplused, kaubamajad) klass E (laod) 0,7 0,7 0,7 0,7 1,0 0,5 0,5 0,7 0,7 0,9 0,3 0,3 0,6 0,6 0,8 Liikluskoormus hoonetes klass F (autoparklad kergetele sõidukitele < 30 kn) klass G (autoparklad sõidukitele kn) 0,7 0,7 0,7 0,5 0,6 0,3 klass H (katused) Looduskoormused lumekoormus *) 0,6 tuulekoormus *) 0,6 (0,2) 0,5 2) 0,5 0 0 Temperatuur *) 0,6 0,2 0 Märkus *) Teatud geograafilistel aladel võivad kehtida ka teistsugused suurused 2) Normis on antud lumekoormuse kombinatsiooniteguri Ψ 1 suuruseks 0,2. Arvestades Eesti lumeolude erinevust Kesk- ja Lääne-Euroopa maadega võrreldes, on õigem kasutada Ψ 1 = 0, Materjalide osavarutegurid (1) Materjalide ja toodete omaduste osavarutegurid on toodud vastavate ehituskonstruktsioonide projekteerimisnormides EPN

33 Projekteerimise alused Kasutuspiirseisund Kasutuskõlblikkuse hindamine (1) Konstruktsiooni kasutuskõlblikkuse tagamiseks peab olema täidetud tingimus E d < C d, (14) kus C d - materjali teatud arvutusliku omaduse nimiväärtus või selle funktsioon arvutuslikest koormustulemitest; E d - arvutuslik koormustulem (siire, läbipaine, kiirendus jne.) - vt. ka p (2) Kasutuspiirseisundi nõuete täitmist kontrollitakse tavaliselt deformatsioonide, vibratsioonide või pingete osas Koormuskombinatsioonid (1) Kasutuspiirseisundis arvesse võetavad koormuskombinatsioonid sõltuvad vaadeldavate koormustulemite iseloomust, st. kas on tegemist taastumatute, taastuvate või pikaajaliste kasutuspiirseisunditega. Neile piirseisunditele vastavad koormuskombinatsioonid on vastavalt normatiivne (harv), tavaline ja tõenäoline koormuskombinatsioon. Kandepiirseisundite koormuskombinatsioonides kasutatavad koormuste arvutusväärtused on toodud EPN-ENV 1.1 tabelis 5. Tabel 5 Kasutuspiirseisundi koormuskombinatsioonides kasutatavad arvutuskoormused Kombinatsioon Alaliskoormused Muutuvad koormused Domineeriv Muud Normatiivne (harv) G k (P k ) Q k1 Ψ 0i Q ki Tavaline G k (P k ) Ψ 11 Q k 1 Ψ 2i Q ki Tõenäoline G k (P k ) Ψ 21 Q k 1 Ψ 2i Q ki (2) Ülaltoodud kolm koormuskombinatsiooni väljendatakse järgmiste valemitega:

34 Projekteerimise alused 34 normikoormuste harva esinev kombinatsioon (taastumatu kasutuspiirseisundi korral): ( ) G " + " P " + " Q " + " Ψ Q ; (15) j 1 kj k1 0i ki i 2 tavaline koormuskombinatsioon (kasutatakse tavalistel juhtudel, taastuva kasutuspiirseisundi korral): ( ) G " + " P " + " Ψ Q " + " Ψ Q j 1 kj 11 k1 2i ki i 2 ; (16) tõenäoline koormuskombinatsioon (kasutatakse materjali roome ja muude pikaajaliste protsesside hindamisel): ( ) kj Ψ 2 i ki i 1 G " + " P " + " Q j 1. (17) Valemites kasutatud tähised on toodud eespool, jaot ja (3) Kaudsed koormused (sunddeformatsioonid) tuleb samuti arvesse võtta, kusjuures tegurid γ ja Ψ rakenduvad sel juhul vastavatele koormustulemitele Osavarutegurid (1) Kasutuspiirseisundis võetakse osavarutegurite suuruseks reeglina 1,0, väljaarvatud EPN-ENV-s määratud erijuhtudel Kombinatsioonitegurid (1) Kandepiirseisundis kasutatakse samu kombinatsioonitegureid, mis kandepiirseisundis - vt. tabel Materjalide osavarutegurid (1) Materjalide ja toodete osavarutegurid on antud vastavate ehituskonstruktsioonide projekteerimisnormides EPN-ENV

35 Projekteerimise alused 35 EPN-ENV 1.2: PROJEKTEERIMISE ALUSED. KOORMUSED JA MÕJURID EPN-ENV 1.2.1: SISSEJUHATUS... (2) EPN-ENV 1.2 võib kasutada ka selliste konstruktsioonide projekteerimiseks, mille jaoks Eesti projekteerimisnormid puuduvad. (3) EPN-ENV 1.2 on kohaldatav ka ajutiste ehitiste ja konstruktsioonide arvutamisel ning konstruktsioonide ehitusaegse olukorra kontrollimisel. (4) EPN-ENV 1.2 ei ole mõeldud (enne selle normi kehtestamist) olemasolevate ehitiste konstruktsioonide kandevõime hindamiseks nende remondil, rekonstrueerimisel või nende uute kasutusfunktsioonide planeerimisel. (5) EPN-ENV 1.2 ei ole mõeldud kasutamiseks erandlikult kõrgete turvalisusnõuetega ehitiste (näit. aatomielektrijaamade jms.) projekteerimisel. Selliste ehitiste puhul tuleb kasutada erijuhiseid ja -meetodeid.

36 Projekteerimise alused 36 EPN-ENV 1.2: PROJEKTEERIMISE ALUSED. KOORMUSED JA MÕJURID EPN-ENV 1.2.3: OMAKAALUKOORMUSED 1.1 Üldeeskirjad (1) Käesolevas osas käsitletakse koormust kandvate ja mittekandvate osade omakaalu, neile kinnitatud statsionaarsete seadmete kaalu, samuti pinnase (sh. täitepinnase) omakaalu. (2) Mittekandvad konstruktsioonielemendid on katusekate; pinnakatted ja viimistusmaterjalid; mittekandvad vaheseinad; käsipuud, ohutusbarjäärid, rinnatised ja äärekivid; seina välisvooder; ripplaed; isolatsioonikihid. (3) Statsionaarsed seadmed on liftid ja eskalaatorid; kütte-, ventilatsiooni-, konditsioneerimisseadmed ja -torustikud; elektriseadmed; toru(stik)ud - tühjalt (!); magistraalkaablid ja juhtmed. (4) Konstruktsioonielementide omakaalu käsitletakse alaliskoormusena. (5) Liigutatavate vaheseinte kaalu käsitletakse kasuskoormusena (vt. EPN-ENV 1.2.4). (6) Pinnase omakaalukoormust arvestatakse EPN-ENV 7 reeglite kohaselt. (7) Üldjuhul loetakse seadmete kaal muutuvaks koormuseks. Alaliskoormusena käsitletakse ainult konstrukrsiooni külge statsionaarselt kinnitatud seadmete omakaalu.

37 Projekteerimise alused 37 (8) Kui ekspluatatsiooni käigus on ette nähtud (on võimalik) insenertehniliste seadmete ümberpaigutamine konstruktsiooni gabariidi piires, arvestatakse vastavat koormust kasuskoormusena (vt. EPN-ENV 1.2.4). 1.3 Koormuste määramine Üldsätted... (1) Kõik arvesse tulevad omakaalukoormused määratakse igale koormuskombinatsioonile EPN-ENV 1.1 reeglite alusel. (2) Konstruktsiooni omakaalu määramisel lähtutakse konstruktsiooni nimimõõtmetest ja materjali(de) mahukaalust. (3) EPN-ENV 1.1 kohaselt tuleb arvestada nii suurimat kui vähimat võimalikku omakaalu (näit. kui omakaalu täpne määramine on raskendatud, õhukeste betoonikohtide puhul või kui konstruktsiooni mõõtmed ja/või materjalid jäävad projekteerimisel lahtiseks. (4) Üldjuhul, kui õhukese viimistluskihi kaal on võrreldes konstruktsioonielemendi omakaaluga väike, ei ole viimistluskihi paksuse võimalikku kõikumist vaja arvestada. Viimistluskihi muutuvat paksust tuleb arvestada siis, kui see on tingitud konstruktsioonielemendi deformatsioonist või kui konstruktsiooni hooldamine võib nõuda täiendavate viimistluskihtide lisamist. (5) Sildade omakaalu määramisel tuleb kindlaks määrata teekatte, ühendusdetailide ning teetarvete ja -seadmete kaalu suurim väärtus, arvestades nende võimalikku algset kõrvalekallet projektist ja muutumist aja jooksul, mis on põhjustatud vajadusest viia silla kattekihid ja sillale viiva tee kattekihid ühele kõrgusele (et ei oleks astet); sõidutee pealmiste kihtide paksuse erinevusest projekteeritud paksusega võrreldes; uute kattekihtide ja/või kommunikatsioonide lisamisest ekspluatatsiooni käigus.

38 Projekteerimise alused Kandepiirseisund Insenertehnilised seadmed (1) Tsiviilhoone ruumides, kus insenertehnilistest seadmetest põhjustatud koormus on väiksem kui EPN-ENV "Kasuskoormused" kohane koondatud koormus, tuleb see koormus lisada kasuskoormusele. Kui selline koormus avaldab mõnele elemendile olulist mõju (näit. veepaak katusel), siis tuleb see määrata eraldi. Pinnasekoormus (2) Pinnase survet keldriseintele käsitletakse alaliskoormusena. Ka pinnasevee surve loetakse alaliskoormuseks. Veetaseme kõikumise korral kasutatakse konstruktsioonile kõige ebasoodsamat pinnasevee taset. (3) Pinnase koormust garaaži või terrassi katusel käsitletakse muutuva koormusena. Sellega võetakse arvesse pinnase mahukaalu muutumine ja projekteeritud pinnasekihi paksuse võimalik ületamine. (4) Juhul, kui konstruktsiooni kavandatud kasutusea kestel ei ole pinnasekoormuse muutumist ette näha, võib seda käsitleda alaliskoormusena. 1.4 Koormuste suurus Omakaalu määramine... (1) Konstruktsioonielemendi omakaalu määramisel tuleb kasurada otseseid andmeid nimikaalu kohta (tootja andmeid, valmistamisstandardeid, usaldusväärseid teabeandmeid jne.). Kande- ja mittekandekonstruktsioonide kaal määratakse nende üksikute elementide kaalude alusel. Tavaliselt kasutatakse joonistel antud mõõtusid. (2) Täpsemate andmete puudumisel võib lähtuda EPN-ENV (so. käesoleva normi) lisas A "Ehitusmaterjalide ja ladustatavate materjalide mahukaalud" toodud mahukaaludest.

39 Projekteerimise alused 39 (3) Kui materjali mahukaal võib oluliselt erineda etteantud väärtusest, tuleb seda arvesse võtta. (4) Mõne materjali mahukaal sõltub oluliselt niiskusesisaldusest. Selliste materjalide jaoks on lisas A antud normatiivsete suuruste muutumise piirid sõltuvalt niiskusesisaldusest Ehituskonstruktsiooni omakaal Põrandad, seinad, vaheseinad (1) Vaheseinte omakaalu võib arvestada ühtlaselt jaotatud koormusena. (2) Soojakao või konstruktsiooni omakaalu vähendamiseks mõeldud tühimikke konstruktsioonis võib võtta arvesse. (3) Tehases valmistatavate monteeritavate vahelaedetailide (talad, paneelid) omakaal määratakse tootja andmete põhjal. Kui betoonplaadi paksus kõigub võrreldes nimipaksusega üle ± 5%, tuleb seda alaliskoormuse määramisel arvesse võtta (vt. EPN-ENV 1.1). (4) Müüritise kaalu arvestamisel tuleb arvestada ka mördi kaalu. Katusekonstruktsioon (5) Katuse omakaalu määramisel lähtutakse lähtutakse komponentmaterjalide kaalust ja geomeetriast (andmed tavaliselt tootjalt).... Välisvooder, viimistlus (7) Välisvoodri hulka loetakse ka selle kinnitusdetailid ja isolatsioonikihid. Ka katusekatet käsitletakse välisvoodrina. (8) Konstruktsioonielemendi projekteerimisel arvatakse tema omakaalu hulka ka vooderdise ja viimistlusmaterjalide kaal (kui pole lähtutud teistsugustest eeldustest). Viimistluse hulka loetakse nii ehituskohal tehtud viimistlus (krohv, betoontasanduskihid jms.) kui ka eelviimistletud vaheseinte kattekihid ja põrandakatted.