СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЕВРОКОДОВ И РОССИЙСКИХ НОРМ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ –

МСХА имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА»

Кафедра инженерных конструкций

Реферат на тему:

«СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЕВРОКОДОВ И РОССИЙСКИХ НОРМ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ»

Выполнил студент группы ЗР-121

Милана Дмитриевна Божилина

Принял доцент М.М. Чумичёва

Москва

2016

·      Введение                                                                                                     2

·      Цели Еврокодов                                                                                
         2

·      Европейская система нормирования и стандартизации                        3

·      Коэффициенты безопасности                                                                   4

·      Подтверждение соответствия                                                                   5

·      Принципиальные отличия европейских норм от российских              6

·      Пути гармонизации российских и европейских норм                           9

·      Заключение                                                                                 
             12

·      Используемая литература                                                                       12

Стандарты Eurocode (Еврокод) – это европейские строительные стандарты, разработкой которых с середины 70-х годов занималась Комиссия Евросоюза совместно с Комитетом представителей всех стран-членов ЕС. В 1990 году Европейская комиссия на основе соглашения с Европейским комитетом по стандартизации (ЕКС; англ. CEN) передала право на разработку и издание стандартов Eurocode странам-членам Евросоюза, чтобы в дальнейшем присвоить им статус европейского стандарта и увязать с ссылочными евронормами (EN). Для разработки стандартов Eurocode (Еврокод) как евронорм в рамках ЕКС был создан технический комитет 250, секретариат которого находится в Британском институте по стандартизации BSI.

Страны-члены ЕС и Европейской Ассоциации свободной торговли (EFTA) используют документ в следующих целях:

·      для согласования проектов инженерных сооружений с действующей директивой 89/106/ЕЕС (Директива по строительной продукции), в особенности с требованиями №1 «Механическое сопротивление и устойчивость»  и  №2 «Пожаробезопасность»;

·      как основание для спецификации договоров на строительные работы и требующиеся для них инженерные работы;

·      в качестве рамочных условий для составления согласованных технических описаний строительной продукции.

Еврокоды преследуют следующие цели:

·      обеспечить общие критерии и методы проектирования, отвечающие необходимым требованиям механического сопротивления, устойчивости и огнестойкости, включая аспекты долговечности и экономики;

·      обеспечить единое понимание процесса проектирования конструкций среди собственников, управляющих, проектировщиков, производителей строительных материалов, подрядчиков и эксплуатирующих организаций;

·      облегчить обмен услугами в области строительства между государствами-участниками;

·      облегчить маркетинг и использование строительных элементов и узлов между государствами-участниками;

·      облегчить маркетинг и использование строительных материалов и сопутствующей продукции, характеристики которых используются в расчетах по проектированию;

·      служить единой основой для исследований и разработок в строительной индустрии;

·      создать основу для подготовки общих пособий для проектирования и программного обеспечения;

·      повысить конкурентоспособность Европейских строительных фирм, подрядчиков, проектировщиков и производителей конструкций и материалов на мировом рынке.

Так как стандарты Eurocode относятся к строительству, они непосредственно связаны с основополагающими документами, на которые ссылается двенадцатая статья Директивы по строительной продукции, а также со всей системой евронорм (свыше 1500 документов, включая ссылочные), без которых их использование невозможно.

Полный перечень действующих сегодня Еврокодов приведен ниже:

·      EN 1990 Eurocode 0 Основные положения по проектированию несущих конструкций [нем. Grundlagen der Tragwerksplanung; англ. Basis of structural design];

·      EN 1991 Eurocode 1 Несущие конструкции. Воздействия [нем. Einwirkungen auf Tragwerke; англ. Actions on structures];

·      EN 1992 Eurocode 2 Железобетонные конструкции. Проектирование, расчеты, параметры [нем. Entwurf, Berechnung und Bemessung von Stahlbetonbauten; англ. Design of concrete structures];

·      EN 1993 Eurocode 3 Стальные конструкции. Проектирование, расчеты, параметры [нем. Entwurf, Berechnung und Bemessung von Stahlbauten; англ. Design of steel structures];

·      EN 1994 Eurocode 4 Железобетонные комбинированные конструкции. Проектирование, расчеты, параметры [нем. Entwurf, Berechnung und Bemessung von Stahl-Beton-Verbundbauten; англ. Design of composite steel and concrete structures];

·      EN 1995 Eurocode 5 Деревянные конструкции. Проектирование, расчеты, параметры [нем. Entwurf, Berechnung und Bemessung von Holzbauten; англ. Design of timber structures];

·      EN 1996 Eurocode 6 Каменная кладка. Проектирование, расчеты, параметры [нем. Entwurf, Berechnung und Bemessung von Mauerwerksbauten; англ. Design of masonry structures];

·      EN 1997 Eurocode 7 Геотехника. Проектирование, расчеты, параметры [нем. Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik; англ. Geotechnical design];

·      EN 1998 Eurocode 8 Проектирование сейсмоустойчивых строительных конструкций [нем. Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben; англ. Design of structures for earthquake resistance];

·      EN 1999 Eurocode 9 Алюминиевые конструкции. Проектирование, расчеты, параметры [нем. Entwurf, Berechnung und Bemessung von Aluminiumkonstruktionen; англ. Design of aluminium structures].

Существенным отличием европейской системы технического регулирования является то, что использование Еврокодов базируется на презумпции соответствия существенным требованиям Директивы по строительной продукции, которая, в свою очередь, основана на гармонизированной системе технических спецификаций, являющихся европейскими стандартами, и европейских аттестациях (ETA).

Европейские стандарты, относящиеся к строительству, представляют собой замкнутую систему и включают в себя Еврокоды как основу проектирования, стандарты (Евронормы) для строительной продукции, а также стандарты, определяющие выполнение работ и проведение испытаний.

Для инновационных продуктов, которые еще не стандартизированы, может быть проведена аттестация ETA, которая является технической оценкой того, что продукция может быть использована по назначению.

Все Еврокоды имеют единую основу проектирования ― метод расчета по предельным состояниям, в котором безопасность обеспечивается системой коэффициентов надежности (или безопасности). Вместе с тем, унификация национальных норм встречает ряд трудностей, к которым, прежде всего, необходимо отнести разный уровень безопасности для разных национальных норм, выраженный в коэффициентах безопасности (здесь и далее используется термин “коэффициент безопасности”, принятый в Еврокодах).

В соответствии с Еврокодами возможны два подхода:

·      ввести единые для всех стран коэффициенты безопасности по нагрузке, оставив отдельным странам самим решить вопрос о коэффициентах безопасности по материалу;

·      выделить ряд “классов по безопасности”, определив для каждого набор коэффициентов безопасности.

Конкретные страны могут выбрать соответствующий “класс по безопасности” для тех типов конструкций, которые являются характерными для данной страны.

Подтверждение соответствия продукции и услуг (в дальнейшем “подтверждение”) является одной из важнейших составляющих механизма оценки их безопасности, описанных в Еврокоде EN 1990: Основы проектирования сооружений. В отличие от других способов оценки, подтверждение соответствия применяется на дорыночной стадии обращения продукции и может быть осуществлено как изготовителями (декларирование соответствия), так и независимыми от изготовителей и потребителей органами (сертификация).

Для проведения работ по подтверждению соответствия конкретной продукции (услуги), необходимо наличие требований, установленных в нормативном документе, и  документированная возможность представления необходимых доказательств безопасности. Поэтому практически все Евронормы содержат соответствующие разделы, описывающие критерии и процедуры оценки соответствия, чего на сегодня нет ни в одном из национальных стандартов.

Евронормы разделяют ответственность проектировщика (заказчика), изготовителя и производителя строительных работ (исполнителя) в обеспечении соответствия на всех стадиях строительного производства. При подтверждении соответствия, доказательства собирает изготовитель (исполнитель), при необходимости он может привлечь третью сторону (например, орган по сертификации систем качества или испытательную лабораторию). Если документальное свидетельство о соответствии выдает третья сторона, то сбор доказательств является ее задачей.

Важно подчеркнуть, что все процедуры подтверждения соответствия базируются на нормативно установленных методах испытаний, которые в значительной степени отличаются от отечественных как аппаратурно, так и процедурно. Для гармонизации стандартов по методам испытаний, которые, несомненно, надлежит пересматривать в силу изменившихся технических требований, потребуется  новая инструментальная база и большой объем сопоставительных испытаний по всем видам строительных материалов и изделий.

Еще более сложный вопрос – установление критериев соответствия, применяемых для оценки результатов испытаний, поскольку последние должны быть «увязаны» с существующими требованиями контроля качества и статистически обоснованы для всего многообразия строительных материалов, изделий и конструкций, применяющихся в строительстве. Здесь важно иметь в виду, что прямое  введение многих из имеющихся в зарубежной практике оценок может практически остановить работу отечественной промышленности строительных материалов в силу невозможности их обеспечения в сегодняшних условиях без значительного удорожания выпускаемой  продукции.

Еврокоды составлены как общетехнические документы в предположении, что ряд требований (параметров, характеристик), необходимых для конкретного численного расчета, определяются в каждой стране самостоятельно. Это так называемые «национально определяемые параметры» (NDP). Так, только для Еврокода ЕН 1992   «Железобетонные конструкции зданий. Проектирование, расчеты, параметры» установлено более 100 параметров, определяемых на национальном уровне, в т.ч. различные расчетные коэффициенты, допустимые величины усадки, ползучести бетона, толщина защитных слоёв бетона для стальной арматуры в зависимости от среды эксплуатации и т.д. При этом следует подчеркнуть, что в РФ установлена принципиально другая классификация сред эксплуатации, что тем более важно, поскольку 75% строительных конструкций в России эксплуатируется в агрессивных средах, что приводит к необходимости применения при проектировании и строительстве дополнительных мер защиты, которые не предусмотрены (или отличны) в Еврокодах.

В настоящее время строительные конструкции в нашей стране рассчитываются и проектируются по российской системе нормативных документов (СНиП), в основу которой положены метод расчета конструкций по предельным состояниям и определение нормативных показателей прочности и деформативности строительных материалов по утвержденной системе национальных стандартов (ГОСТ). На основании этих стандартов заводы выпускают строительные материалы, для которых в СНиП установлены соответствующие коэффициенты надежности по материалу. Кроме того, переход от нормативных значений к расчетным значениям сопротивлений тех или иных материалов производится на основании принятой в России системе коэффициентов безопасности. Эти коэффициенты отличаются от принятых в Еврокодах.

Например, в СНиП II-23 «Стальные конструкции» даны более высокие требования по ударной вязкости для стальных конструкций, что вызвано российскими климатическими особенностями, в частности, большими перепадами температур. В СНиП  2.01.07 «Нагрузки и воздействия» более детально представлены полезные нагрузки на перекрытия. К некоторым зданиям требования по огнестойкости конструкций в РФ выше, чем в Еврокодах.

Коэффициент перехода от нормативной прочности бетона к расчетной в СНиП «Бетонные и железобетонные конструкции» равен  1.3, в то время как в Еврокоде ЕN1992 «Железобетонные конструкции зданий. Проектирование, расчеты, параметры» этот коэффициент равен 1.5.  Экспериментальные расчеты показывают, что применение только этого коэффициента по Еврокоду ЕN 992 приведет к удорожанию железобетонных конструкций на стадии проектирования на 10–15%.

В Еврокоде EN 991-1-3 даны коэффициенты снеговых нагрузок, которые рассчитываются в соответствии с картой снеговых нагрузок на грунт для Европы, а также таблицей зависимости между высотным положением местности и снеговыми нагрузками, с данными по европейским регионам. В  СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия» приведены данные по снеговым нагрузкам, необходимые для расчета аналогичных коэффициентов. В Европе максимальные нагрузки доходят до 95 кг/м2, в России минимальные ― 80 кг/м2, максимальные ― 560 кг/м2.

40% территории РФ является сейсмоопасной зоной. Анализ показывает, что расчетные сейсмические нагрузки и стоимость при расчете по  Еврокоду EN 1998  существенно выше по сравнению с расчетами по СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» при тех же параметрах.

В результате сопоставления требований выявлено, что соотношение величин расчетной сейсмической нагрузки по российским и европейским нормам составляет 1.4. В результате, увеличение в стоимости  объектов при расчетах по  Еврокоду 1998  и СНиП II-7-81 может достигать 20-40% (в зависимости от условий строительства и  типов конструкций,  интенсивности сейсмических воздействий).

Карты общего сейсмического районирования территории Российской Федерации  по СНиП II-7-81 «Строительство в сейсмических районах» отражают 10%, 5% и 1%  вероятность возможного превышения в течение 50 лет интенсивности сейсмических воздействий и соответствуют повторяемости сейсмических сотрясений, в среднем, один раз в 500, 1000 и 5000 лет. При этом в Еврокоде EN 1998 используется только одна карта, которая соответствуют повторяемости сейсмических сотрясений, в среднем, один раз в 500 лет, что менее прогрессивно, чем в СНиП II-7-81.

Вследствие значительной разницы зимних температур по сравнению с европейскими, здания в России подвержены бóльшим температурным перепадам по толщине конструкций. При этом строительные конструкции работают в бóльшем диапазоне температур и сложных условиях влагопереноса и температурного состояния.

Учитывая, что более 2/3 территории страны расположены в зоне вечной мерзлоты, требуются специальные проектные и конструктивные решения (подполья, перекрытия и т.д.),  В таких зонах в Европе, в принципе, не строят многоэтажных зданий. Глубина промерзания грунта в России больше. Вследствие различной эксплуатационной температуры зданий, теплопроводность в России и в Европе рассчитывается при различающихся температурах (0°С и 10°С, соответственно). По российским климатическим условиям невозможно применять конструкции окон, стен, вентиляции, указанные в европейских нормах, так как в этом случае будет происходить промерзание и разрушение конструкций.

В европейских нормах отсутствуют расчеты воздухопроницаемости ограждающих конструкций и теплоизоляционных материалов, применяемых в распространенных в России многоэтажных домах с каменными стенами, а также требования и методы расчета для ограничения влажности материалов по условиям морозостойкости. Сопоставительный анализ показывает существенные методические, терминологические различия российских и европейских норм, а также различия в требованиях к строительным материалам, определяемые разницей условий эксплуатации и исходными компонентами.

65% территории РФ покрыто многолетнемерзлыми грунтами, которым свойственны опасные процессы. Всё Предуралье (Республика Татарстан, Республика Башкартостан, Республика Мари-Эл, Чувашская Республика) является карстоопасной зоной. Карстовые процессы имеется и в других регионах России, включая Москву.

Порядка 20% территории России ― подработанные территории, на которых проводились разработки, в т.ч. шахтные, что необходимо учитывать при проектировании во избежание провалов.

В РФ распространены природно-техногенные процессы: затопления (выше уровня земли) и подтопления (ниже уровня земли), которым подвержено около 80% всех городов.

На всей территории РФ имеют место склоновые процессы ― оползни, сели, лавины и т.д. (в СНиП 2.06.15-85 «Инженерная защита территорий от затопления и подтопления» приведено распределение опасных геологических процессов по территории РФ).

При этом в Еврокодах даны самые общие требования к расчету фундаментов, в основном, по типам сооружений, и отсутствуют требования  к исходным данным и особенностям расчетов фундаментов на специфических и слабых грунтах, которые распространены в РФ. В тоже время, в европейских стандартах практически отсутствуют требования к технологиям (процедурам) выполнения инженерно-геологическим изысканий, они делегированы в национальные приложения. Есть различия в номенклатуре грунтов и классификационных показателях грунтов.

Таким образом, переход на Евронормы (Еврокоды) директивным распоряжением невозможен, т.к. вся строительная отрасль России ориентирована на применение отечественных норм, учитывающих национальные особенности РФ (природно-климатические, социальные, сейсмические, геофизические, опасные геологические процессы и т.д.). Внедрение Еврокодов в России необходимо осуществлять на основе комплексного программного подхода, рассчитанного не на один год и учитывающего специфику РФ.

Вместе с тем, необходима поэтапная гармонизация норм проектирования, которая должна проходить параллельно с гармонизацией стандартов и разработкой новых гармонизированных стандартов в области строительства.

Как известно, стандарт ИСО/МЭК- 2:1996 устанавливает несколько форм (уровней) гармонизации:

·      Гармонизированные стандарты (нормативные документы) [англ. Harmonized standards] ― стандарты на один и тот же объект, утвержденные различными органами по стандартизации и обеспечивающие взаимозаменяемость продукции, процессов и услуг и взаимное понимание результатов испытаний или информации, представляемой в соответствии с этими стандартами. Примечание: Гармонизированные стандарты могут иметь различия в форме представления или даже в содержании.       Источник: ИСО/МЭК 2:1996 п. 6.1

·      Идентичные стандарты (нормативные документы) [англ. Identical standards] ― Гармонизированные стандарты, которые идентичны по содержанию и по форме представления. Источник:    ИСО/МЭК-2:1996 п. 6.3.

·      Односторонне согласованный стандарт (нормативный документ) [англ. Multilaterally harmonized standard] ― cтандарт (нормативный документ), согласованный с другим стандартом (нормативным документом) таким образом, чтобы продукция, процессы, услуги, испытания, представляемые в соответствии с первым стандартом (нормативным документом), отвечали требованиям последнего, а не наоборот. Источник: ИСО/МЭК-2:1996 п. 6.8.

·      Сопоставимые стандарты [англ. Comparable standards] ― стандарты на одну и ту же продукцию, на одни и те же процессы или услуги, утвержденные различными органами по стандартизации, в которых различные требования основываются на одних и тех же характеристиках и которые оцениваются с помощью  одних и тех же  методов, позволяющих однозначно сопоставить различия в требованиях. Примечание - Сопоставимые стандарты не являются гармонизированными стандартами. Источник: ИСО/МЭК-2:1996 п. 6.9.

Вот, например, как видит разработку национальных стандартов на основе Еврокодов профессор Р.С. Нарайянан, Председатель подкомитета TК 250 “Еврокоды для бетонных и железобетонных  строительных конструкций” Европейского комитета по стандартизации:

1.   Получение англоязычной версии всех Еврокодов.

2.   Перевод их на русский язык.

3.   Проверка возможности общего поддержания формата Еврокодов путем сопоставительных расчетов.

4.   Подготовка не противоречащих Еврокодам дополнений, касающихся любых аспектов, являющихся особенностью требований в России и не охваченных Еврокодами.

5.   Определение ценности NDPs на основе проверки на предмет соответствия текущей российской практике.

6.   Подготовка национального стандарта (Свода правил).

Таким образом может быть пройден путь от сопоставимых норм проектирования через односторонне согласованные документы к гармонизированным нормам проектирования. Представляется, что в силу вышеописанных причин, вряд ли возможно подготовить идентичные нормативные документы, даже если рассматривать их как альтернативную доказательную базу российских технических регламентов.

Основными проблемами при гармонизации национальных и европейских нормативных документов в области строительства являются:

1.   Отсутствие текстов  нормативных документов международных организаций по стандартизации в фонде Росстандарта даже на языке издателя.

2.   Трудности с профессиональным переводом имеющихся  в наличии документов, в т.ч. низкое качество переводов; отсутствие значительных финансовых средств для привлечения  квалифицированных переводчиков.

3.   Невозможность прямого введения европейских стандартов  на территории России по причинам:

·       применения к объекту регулирования в странах ЕС  не одного отдельно взятого нормативного документа, а комплекса взаимоувязанных стандартов  и правил путем ссылок;

·       различия в терминах,  определениях  и обозначениях;

·       различия в методологических подходах  к расчетам и испытаниям;

·       различия в метрологической базе;

·       различия в системе построения стандартов  (национальные документы носят процедурный характер и нацелены на пользователя; европейские  содержат много умозаключений и разъяснений, в т.ч. библиографических ссылок).

Для ускорения процесса гармонизации национальных стандартов и сводов правил с европейскими необходимо:

·      создать Постоянную рабочую группу в ТК 465 по гармонизации российских и европейских норм;

·      провести анализ  и сравнение структуры и содержания нормативных  документов в строительстве в ЕС и России;

·      создать Экспертный совет из числа привлеченных зарубежных русскоговорящих специалистов для разработки терминологического словаря и обсуждения переводов нормативных документов;

·      активизировать сотрудничество на уровне технических  комитетов  ЕКС и России;

·      совместно разработать терминологический словарь;

·      организовать работу согласительных комиссий по обсуждению переводов нормативных документов ЕКС;

·      организовать взаимный обмен  информацией, в т.ч. посредством семинаров и конференций.

Европейские нормы (Eurocode) являются частью замкнутой системы европейских стандартов для проектирования, продукции, выполнения работ и проведения испытаний в области строительства. В основу Eurocode положен метод расчета несущих конструкций зданий и сооружений по предельным состояниям. Несмотря на то, что европейские нормы используют “коэффициенты безопасности” и “национально определяемые параметры”, позволяющие учитывать разницу в уровнях безопасности, которые приняты в разных странах Европы, прямое применение Eurocode в России ― без учета российской специфики ― может привести к авариям и обрушениям строительных объектов и вызвать существенное удорожание их строительства и эксплуатации. Директивный переход на европейские нормы проблематичен по причине целого ряда специфических социальных, природно-климатических, геофизических, геологических, сейсмических и иных условий проектирования и строительства зданий и сооружений в Российской Федерации, а также ввиду существенных различий между российскими и европейскими методами испытаний и оценки соответствия. Внедрение европейских норм в России необходимо осуществлять на основе комплексного программного подхода, рассчитанного не на один год и учитывающего специфику Российской Федерации.

·         Фаликман, В.Р. О европейских и российских строительных нормах проектирования и проблемах их гармонизации [Электронный ресурс] / Вячеслав Фаликман. — Алматы: Snip Information Systems, 2010. — Электрон. текстовые дан. (1 файл DOC : 101 кб) ; 7 c. — Режим доступа: http://info.snip.kz/standards/downloads/publications.php.