Serviceability limit states according to PN-EN 1990
mgr inż. Jarosław Gajewski
dr inż. Rafał Tews
Eurokody, choć nie zmieniają istoty projektowania, to jednak wprowadzają wiele zapisów, wzorów i współczynników, których sens trudno odczytać na podstawie samych norm, co wyraźnie utrudnia praktyczne stosowanie tych dokumentów. Autorzy artykułu w dotychczasowych polskich publikacjach na temat Eurokodów nie znaleźli satysfakcjonującej odpowiedzi na temat, jak stosować i interpretować wzory normowe dotyczące stanów granicznych użytkowalności, dlatego niniejszy artykuł ma wypełnić tę lukę, a tym samym ułatwić inżynierom świadome wykorzystanie zapisów zawartych w PN-EN. Norma PN-EN 1990:2004 Podstawy projektowania konstrukcji, podaje, że stany graniczne użytkowalności (SLS – z ang. Serviceability Limit State) należy rozpatrywać w aspekcie:
- deformacji (ugięcia, obroty), która wpływa na wygląd konstrukcji, powoduje uszkodzenia warstw wykończeniowych (tynków, obudowy itp.) i elementów niekonstrukcyjnych, czego efektem jest pogorszenie komfortu użytkowania i funkcji obiektu;
- drgań konstrukcji powodujących dyskomfort dla użytkownika obiektu oraz obniżających funkcjonalność obiektu;
- uszkodzeń(np. rysy w elementach betonowych),które wpływają niekorzystnie na wygląd, trwałość i funkcje konstrukcji.
Stan SLS jest więc rozpatrywany w wymiarze komfortu użytkowania obiektu oraz jego wyglądu, co jest kryterium zgodnym ze stanem granicznym użytkowalności w rozumieniu dotychczasowych norm polskich.
Kombinacje obciążeń dla stanu SLS
Idea sprawdzania stanu SLS została w PN-EN 1990 przedstawiona za pomocą trzech wyrażeń:
a) kombinacji charakterystycznej obciążeń – wzór 6.14b wg PN-EN 1990 [1];
Σ j≥1 G k,j " + "P + Q k,1 + Σ i >1 ψ 0,i Q k,i (1)
b) kombinacji częstej obciążeń – wzór 6.15b wg PN-EN 1990 [1]
Σ j≥1 G k,j " + "P" + " ψ 1,1 Q k,1 " + " Σ i >1 ψ 2,i Q k,i (2)
c) kombinacji quasi-stałej (prawie stałej) – wzór 6.16b wg PN-EN 1990 [1]
Σ j≥1 G k,j " + "P" + " Σ i >1 ψ 2,i Q k,i (3)
gdzie:
G k,j – wartość charakterystyczna oddziaływania (obciążenia) stałego „j”;
Q k,1 – wartość charakterystyczna dominującego oddziaływania zmiennego „1”;
Q k,i – wartość charakterystyczna towarzyszących oddziaływań zmiennych „i”;
P – miarodajna wartość reprezentatywna oddziaływania sprężającego; ψ 0,i ,ψ 1,1 ,ψ 2,i ,– współczynniki odpowiednio dla kombinacyjnej, częstej i prawie stałej wartości oddziaływania zmiennego.