Нормативные и расчетные характеристики материалов

 

6.1.25 Основными характеристиками прочности материалов и грунтов служат нормативные значения их прочностных характеристик.

6.1.26 Расчетное значение характеристики материала или грунта определяют делением нормативного значения этой характеристики на коэффициент надежности по материалу.

6.1.27 Коэффициент надежности по материалу  при вычислении расчетного значения устанавливают в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и доверительной вероятности. Обеспеченность нормативных значений их деформативных и прочностных характеристик должна быть не ниже:

0,95 - для расчетов по первой группе предельных состояний;

0,85 - для расчетов по второй группе предельных состояний.

Примечание - При выполнении проверок надежности элементов пути, конструкций сопряжения пути с пролетным строением и уравнительных приборов следует принимать коэффициент .

 

6.1.28 При соответствующем обосновании расчетные значения характеристик материалов допускается определять непосредственно по экспериментальным данным.

6.1.29 При назначении расчетных характеристик материалов следует учитывать отличия свойств материала в образцах и реальных конструкциях (размерные эффекты, изменение свойств во времени, различия температурных условий и т.п.).

6.1.30 При расчете конструкций, работающих при повышенной влажности, в агрессивных средах, при повторных воздействиях, следует учитывать возможные изменения их свойств во времени, в первую очередь деградацию физических свойств материала (прочности, упругости, вязкости, ползучести, усадки).

6.1.31 Указания по определению расчетных и нормативных физико-механических характеристик грунтов приведены в 6.6.1 и СП 22.13330.

 

Условия работы материалов, конструкций и грунтов оснований

 

6.1.32 Возможные отклонения расчетной модели от условий реальной работы объекта или конструкции следует учитывать, используя коэффициенты условий работы. Их необходимо устанавливать:

- согласно действующим нормативным документам;

- на основании экспериментальных и теоретических данных;

- на основании данных о действительной работе материалов, конструкций и оснований в условиях производства работ и эксплуатации.

 

Геометрические параметры

 

6.1.33 При расчетах следует учитывать возможные неточности в определении геометрических размеров (например, значительные эксцентриситеты, отклонения оси элемента от первоначальной формы, изменение размеров сечений вследствие воздействий агрессивных сред). Геометрические параметры конструкций, изменчивость которых незначительна (допуски на геометрию сечений, размеры проката и т.п.), допускается принимать по проектным значениям.

 

Общие требования к расчетным моделям

 

6.1.34 Расчетные модели (расчетные схемы) искусственных сооружений должны отражать действительные условия их работы, соответствовать рассматриваемой расчетной ситуации и учитывать последовательность и технологию их возведения. При этом должны быть учтены конструктивные особенности сооружений, характер их поведения вплоть до достижения рассматриваемого предельного состояния, а также действующие нагрузки и воздействия, в том числе влияние на строительный объект внешней среды, а также, при необходимости, возможные геометрические и физические несовершенства.

6.1.35 В зависимости от постановки задачи, цели расчета и искомых результатов расчетные модели сооружения или его частей могут быть плоскими и пространственными, стержневыми и континуальными, учитывать статическое или динамическое приложение нагрузок и воздействий. Результаты расчета по разным схемам могут суммироваться, могут уточнять друг друга. Результаты могут быть использованы для вычисления коэффициентов или других целей. Расчетные модели должны назначаться в каждом конкретном случае таким образом, чтобы результаты расчета наиболее полно соответствовали целям расчета, а искомые значения были максимально достоверны.

6.1.36 Расчетная схема включает в себя:

- модели нагрузок и воздействий;

- модели конструкции, ее элементов и оснований, описывающие напряженно-деформированное состояние;

- модели сопротивления материалов и грунтов.

6.1.37 Модели нагрузок должны включать их интенсивность (величину), место приложения, направление и продолжительность действия. Для динамических нагрузок, кроме этого, должны быть заданы зависимости их параметров от времени.

В некоторых случаях необходимо учитывать зависимость воздействий от реакции сооружения (например, при расчетах взаимодействия сооружения и высокоскоростного поезда или аэроупругие эффекты при взаимодействии ветрового потока с сооружением).

6.1.38 Модели напряженно-деформированного состояния должны включать определяющие соотношения, описывающие:

- реакцию сооружений и их конструктивных элементов при динамических и статических нагрузках;

- условия взаимодействия конструктивных элементов между собой и с основанием. При этом должны быть установлены:

- упругие или неупругие характеристики конструктивных элементов и основания;

- параметры, характеризующие геометрически линейную или нелинейную работу конструкций;

- физические и реологические свойства, эффекты деградации.

6.1.39 Вероятностно-статистические методы используют для обоснования нормативных и расчетных характеристик материалов и оснований, нагрузок и коэффициентов сочетаний. Использование указанных методов допускается при наличии достаточных данных об изменчивости основных параметров в случае, если объем данных (длина ряда) позволяет проводить их статистический анализ (в частности, эти данные должны быть однородными и статистически независимыми).

Применение таких методов допускается при наличии эффективных вероятностных методик учета случайной изменчивости основных параметров, соответствующих принятой расчетной схеме.

 

6.2 Основные требования к расчетам

 

6.2.1 Для искусственных сооружений должны быть рассмотрены два случая сочетания временных нагрузок от поездов на стадии нормальной эксплуатации, особый случай (землетрясение или авария), а также этап строительства.

Кроме того, динамические характеристики конструкции должны удовлетворять установленному набору требований.

При расчетах следует рассматривать две ситуации стадии эксплуатации: проезд по сооружению высокоскоростного поезда (основная нагрузка) и пропуск поезда, соответствующего нагрузке СК (альтернативная нагрузка).

6.2.2 Для всех элементов конструкций мостов и труб должны быть выполнены расчеты и проверки надежности по первой и второй группам предельных состояний (см. таблицу 6.2).

 

Таблица 6.2 - Перечень необходимых проверок и соответствующих пунктов настоящего свода правил

 

Проверки	Случаи сочетания
	Нормальная эксплуатация		Этап строительства	Землетрясение или авария
	Высокоскоростные поезда	Поезда СК
Ограничение динамических характеристик
Ограничение частот колебаний пролетных строений по первой вертикальной форме*	6.3.13		-
Вторая группа предельных состояний (комфортность, безопасность и эксплуатационная пригодность)
Предельные: прогибы в плане и профиле, смещения верха пролетных строений, углы перелома пути опор	6.4.4-6.4.14	6.4.4-6.4.14	-	-
Предельные ускорения на уровне верхнего строения пути и в вагоне	6.4.15 и 6.4.16	-	-
Образование и раскрытие трещин в железобетоне	6.4.2, 6.4.18 [см. также СП 35.13330.2011 (пункты 7.95-7.111)]
Предельные эксцентриситеты и давление на грунт**	6.4.2, 6.4.19, разделы 7, 10
Осадки основания, ползучесть и усадка бетона пролетных строений*	6.4.2, 6.4.20, раздел 10
Первая группа предельных состояний (устойчивость, прочность, выносливость)
Устойчивость положения**	6.5.2			-
Требования прочности и устойчивости элементов	6.5.1, 6.5.3, разделы 7-9
Расчеты выносливости	6.5.1, 6.5.4, разделы 7-9
* Только от постоянных нагрузок. ** В том числе от постоянных нагрузок.