СП 20.13330.2016 — это федеральный свод правил, регламентирующий определение нагрузок и воздействий на здания и сооружения при их проектировании. Документ является актуализированной редакцией СНиП 2.01.07-85* и был введён в действие 4 июня 2017 года. Стандарт разработан ЦНИИСК имени В.А. Кучеренко при участии РААСН и Главной геофизической обсерватории имени А.И. Воейкова.
На данной странице вы можете скачать полный PDF файл документа для изучения детальных требований и таблиц расчётных параметров.
Основная область применения и назначение
Свод правил устанавливает требования по назначению нагрузок, воздействий и их сочетаний, учитываемых при расчётах конструкций по предельным состояниям. Документ применяется при:
строительстве новых зданий и сооружений;
расширении существующих объектов;
реконструкции и модернизации конструкций;
проектировании оснований и фундаментов.
Нормативные требования распространяются на все этапы жизненного цикла конструкции: изготовление, хранение, транспортировку, возведение и эксплуатацию. Стандарт обеспечивает безопасность и надежность строительных конструкций на протяжении всего срока эксплуатации.
Классификация нагрузок
Все нагрузки и воздействия в стандарте подразделяются на три основные категории в зависимости от продолжительности действия:
Постоянные нагрузки включают: вес частей сооружений, несущих и ограждающих конструкций, давление грунтов и гидростатическое воздействие. Эти нагрузки действуют непрерывно в течение всего срока эксплуатации.
Длительные нагрузки применяются на протяжении значительного периода времени. К ним относятся вес стационарного оборудования, давление в трубопроводах и емкостях, нагрузки от складируемых материалов, температурные воздействия от производственного оборудования. Пониженные значения этой категории используются при расчётах на выносливость и при учёте реологических свойств материалов.
Кратковременные нагрузки действуют в течение короткого периода времени: нагрузки от людей и животных, подвижного оборудования, транспортных средств, климатические воздействия (снег, ветер, гололёд). Эта категория включает также нагрузки, возникающие при монтаже и строительстве.
Особые нагрузки — это чрезвычайные воздействия, приводящие к аварийным ситуациям: сейсмические и взрывные нагрузки, ударные воздействия, нагрузки от столкновений транспортных средств, воздействия при пожаре, критические климатические нагрузки.
Определение расчётных значений нагрузок
Расчётное значение каждой нагрузки определяется путём умножения её нормативного значения на коэффициент надёжности (коэффициент запаса). Коэффициент выбирается в зависимости от типа нагрузки и предельного состояния, для которого выполняется расчёт.
Для разных типов конструкций коэффициенты различаются:
Тип конструкции | Коэффициент надёжности по нагрузке |
|---|---|
Металлические конструкции | 1,05 |
Железобетонные и каменные | 1,1 |
Бетонные низкой плотности (заводские) | 1,2 |
Бетонные низкой плотности (на площадке) | 1,3 |
Грунты в природном залегании | 1,1 |
Грунты на строительной площадке | 1,15 |
При расчётах по второй группе предельных состояний (по деформациям) коэффициенты принимаются равными единице, если иное не установлено в специализированных нормах проектирования.
Сочетания нагрузок
Конструкции никогда не подвергаются действию только одной нагрузки. В реальных условиях нескольких нагрузок действуют одновременно. Для учёта вероятности совместного достижения максимальных значений несколькими нагрузками используются специальные коэффициенты сочетаний.
Основные сочетания состоят из постоянных, длительных и кратковременных нагрузок. При этом используются коэффициенты:
для основной по влиянию длительной нагрузки: 1,0;
для остальных длительных нагрузок: 0,95;
для основной кратковременной нагрузки: 1,0;
для второй кратковременной нагрузки: 0,9;
для остальных кратковременных нагрузок: 0,7.
Особые сочетания учитывают одновременное действие постоянных, длительных, кратковременных и одной особой нагрузки. Коэффициенты для кратковременных нагрузок при этом снижаются: первая нагрузка — 0,5, остальные — 0,3.
Снеговые нагрузки и расчётные параметры
Снеговые нагрузки определяются по формуле, включающей несколько факторов:
Нормативное значение зависит от снегового района территории Российской Федерации:
Район | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Вес снега, кН/м² | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
При определении снеговой нагрузки на крышу применяются коэффициенты:
Коэффициент формы учитывает переход от веса снега на земле к нагрузке на конкретную форму покрытия (односкатная, двускатная, сводчатая крыша);
Коэффициент сноса (от 0,5 до 1,0) учитывает ветровой перенос снега в зависимости от защищённости здания;
Термический коэффициент (0,8 или 1,0) применяется для неутепленных крыш с высокими тепловыделениями.
Коэффициент надёжности по снеговым нагрузкам принимается равным 1,4 при расчётах по первой группе предельных состояний.
Ветровые нагрузки и воздействия
Ветровые нагрузки зависят от множества факторов: высоты здания, типа местности (открытая, урбанизированная, лесная), направления ветра и характеристик региона.
Расчёт ветровых нагрузок выполняется с учётом:
базового значения динамического давления ветра для региона;
коэффициента, зависящего от высоты над уровнем земли;
типа местности и особенностей рельефа;
формы и ориентации конструкции;
аэродинамических коэффициентов для различных поверхностей.
Нагрузки от транспортных средств и оборудования устанавливаются на основе технологических решений и паспортных данных оборудования, но не могут быть ниже минимальных значений, установленных в таблицах стандарта. Для автостоянок в зданиях минимальные нагрузки варьируются от 3,5 до 7,0 кПа в зависимости от категории и назначения помещения.
Нагрузки от мостовых и подвесных кранов
Краны классифицируются по 8 группам режимов работы (от 1К до 8К) в зависимости от интенсивности использования. Для каждой группы устанавливаются отдельные коэффициенты динамичности и надёжности.
При расчёте конструкций учитываются:
вертикальные нагрузки от колёс крана;
горизонтальные нагрузки от торможения моста и тележки;
боковые силы от перекосов крановых путей;
динамические коэффициенты (от 1,2 до 1,8 в зависимости от типа крана).
При наличии нескольких кранов применяются коэффициенты сочетания: 0,85 для групп 1К-6К и 0,95 для групп 7К-8К при учёте двух кранов.
Нагрузки от людей и оборудования на перекрытия
Нормативные значения для различных типов помещений:
Назначение помещения | Нагрузка, кПа |
|---|---|
Жилые квартиры, спальни | 1,5 |
Офисы, классные помещения | 2,0 |
Залы собраний, торговые залы | 4,0 |
Спортивные залы, танцевальные залы | 4,0 |
Сцены театров | 5,0 |
Трибуны с закреплёнными сиденьями | 4,0 |
Чердачные помещения | 0,7 |
При расчёте несущих конструкций, воспринимающих нагрузки от одного перекрытия, нормативные значения допускается снижать в зависимости от площади, с которой передаются нагрузки, путём умножения на коэффициент уменьшения.
Прогибы и перемещения конструкций
Предельные значения прогибов устанавливаются отдельно для каждого типа конструкции и расчётной ситуации. Расчёт выполняется по второй группе предельных состояний и должен удовлетворять технологическим, конструктивным, физиологическим и эстетическим требованиям.
Особое внимание уделяется:
обеспечению зазора не менее 100 мм между верхней частью крановой тележки и прогнутыми конструкциями покрытия;
сохранению заданных уклонов кровли не менее 1/200 в одном из направлений;
предотвращению деформаций, которые могут привести к нарушению целостности стыков и примыканий конструкций.
Изменения и актуализация стандарта
С момента введения в 2016 году в стандарт были внесены три значительных изменения (изменения N 1, 2, 3), которые уточняли методику расчётов и расширяли область применения. Последнее изменение вступило в действие 1 июля 2021 года. При проектировании необходимо учитывать все действующие редакции и уточнения.
Дополнительные требования и особые случаи
Для зданий повышенного уровня ответственности, а также при наличии нестандартных условий нагружения, дополнительные требования устанавливаются в специализированных нормах проектирования конкретных типов конструкций или в задании на проектирование с учётом результатов научно-технического сопровождения.
При возведении конструкций допускается снижение климатических нагрузок (снеговых, ветровых, гололёдных) и температурных воздействий на 20% за счёт временного характера этого этапа.