EUROCODE – за зло или за добро
Най-после дългоочакваното събитие – въвеждането на системата ЕUROCODE в проектантската практика у нас, се състоя. С Наредба № РД-02-20-19 от 29.12.2011 за проектиране на строителните конструкции на строежите чрез прилагане на европейската система за проектиране на строителни конструкции, издадена от МРРБ, прилагането на тази система става задължително, като се дава двугодишен гратисен период, в който действащите до момента у нас норми за проектиране все още ще могат да се използват.
Казаното по-долу е кратък коментар на последствията от тази мярка, изказан с надеждата да се вземат някои крайно необходими мерки навреме. Защото е пределно ясно, че голяма част от колегията ще чака до последния момент, преди да се опита да се запознае с новите правила, но тогава ще е много късно.
Гореспоменатата наредба е издадена, без да са налице всички преведени на български език части на системата към момента на публикуването й. Някои части са преведени, но не са публикувани, а други не са преведени изобщо. Доста национални приложения са само във фаза проект. Това несъмнено ще затрудни старта на прилагането, но в никакъв случай не е единствен и дори основен проблем.
Основните проблеми при прилагането на ЕUROCODE, които трябва да се очакват, могат да бъдат групирани в две посоки – чудовищна усложненост и недостатъчна яснота, а дори и грешки в отделни части от новата система.
І. Степен на подробност и сложност
Всеки специалист в областта на конструктивното проектиране, който се опита да направи първи опит за запознаване със системата ЕUROCODE, осъзнава, че прилагането й никак няма да е лесно поради безкрайната степен на подробност и усложняване на европейските нормативи в сравнение с досега прилаганите у нас. За хората, които са свикнали да работят с Наредба №3 за основните положения за проектиране на конструкциите на строежите и въздействията върху тях, която се съдържа в 129 страници, е достатъчно да погледнат изданието на БИС "Сборник 1 – Общи принципи за проектиране и натоварвания на сгради" (вероятно над 1000 страници дребен текст), за да се убедят, че нищо добро не ги чака. Дори самото преброяване на страниците е проблем.
Трябва да се признае, че в ЕUROCODE има заложени много елементи, които липсват в нашата нормативна уредба – особено в областта на въздействията, да не говорим, че в областта на сеизмичното проектиране са затъпени съвременните достижения на познанието – методът на капацитивното проектиране, със съществени подобрения спрямо действащите в момента норми у нас. Основният проблем не се крие тук. Напротив – това са едни несъмнени предимства на новата система. По-нататък в изложението няма да стане дума за предимствата, а за недостатъци, които ще затруднят проектантите в нейното правилно прилагане.
Един от основните проблеми, заложени във всички части на системата,
се крие в многократните повторения на едно и също нещо, като всеки следващ текст повтаря предхождащия го - понякога с допълнения, понякога дословно. И човек объркано се пита – това не го ли четох някъде и какво по-различно прочетох отново?
Така например в БДС 1998-1, т.5.1.2 е казано, че под "дуктилна стена" се разбира "запъната в основата си стена..., която е проектирана и оразмерена да дисипира енергия чрез огъване в пластични стави... непосредствено над основата". В т.5.4.3.4.2 – детайлиране за локална дуктилност на дуктилни стени, отново се споменава "височината на критичната зона hcr над основата на стената…" и едва в т. 5.1.8.(5) се коментира най-често срещаният случай в практиката – за сгради със сутерени, при които максималните усилия в стените са над нивото на горния край на сутерена, а не в основата на стената!
Що се отнася до сложността – на места тя достига до уникални нива. Само за пример – за да се изчисли въздействието на кран при удар в ограничителя в края на релсовия път, е необходимо да се пресмята определен интеграл от функция, която е характеристична за крана и дори я няма в спецификациите на производителите засега. Съвсем ясно е кой може да го е измислил това – само човек, който никога не е проектирал.
Да не говорим, че понякога е много трудно да се открият определени препоръки или пък коефициенти или величини, участващи във формули, поради простия факт, че за тях се споменава някъде в началото или средата на съответната част, а пък се използват във формула или текст, представени в края на изложението. Ходи ги търси – за когото си няма друга работа.
Всичко това подсказва бъдещите затруднения, които ни очакват, особено хората, свикнали с досегашните ни норми, които са подредени като ръководство за ползвателя. В тях за всяка величина, която участва във формула, под самата формула е казано какво означава и откъде се взима. В системата ЕUROCODE често, но невинаги е казано какво означава съответното нещо и почти никога – откъде се взима.
Степента на сложност, за която става дума, вероятно ще доведе до необходимост от участие на няколко отделни човека в проектa на едно съоръжение – поне в началото! Един, който е успял да разучи и разбере тайните на въздействията, друг – частта стоманени или стоманобетонни конструкции, трети – фундирането, четвърти – сеизмичните въздействия, и т.н.
Като добавка към цялата работа трябва да се споменат и множеството промени на всички части на системата ЕUROCODE, продължаващото издаване на така наречените "Коригендуми", както и националните приложения. За да може да се свърши някаква работа, ще трябва да се ползват няколко източника едновременно.
В този смисъл настоящата статия може да се счита за предупреждение към всички колеги – започнете да се запознавате със системата отсега и в никакъв случай не отлагайте до последния момент. Тогава ще е късно, а и от личен опит знам, че ще настъпи паника и липса на доверие в собствените възможности за възприемане изобщо и на ЕUROCODE в частност – в цялата сложност на системата. Запознаването на всеки ще доведе до още една несъмнена полза – обозначаване на проблемните или недобре изяснени места в новата система и задаване на необходимите въпроси пред хората, които могат и са призвани да отговорят на тях.
ІІ. Неясноти, неточности и грешки в ЕUROCODE
Всеки нормален човек очаква, че след дългогодишния титаничен труд по съставянето на системата ЕUROCODE, положен от безброй специалисти, неясноти и грешки е невъзможно да има. Или ако ги е имало в началните варианти, то те са открити и поправени в следващите редакции или в коригендумите. Да, ама не!
Тук ще бъдат маркирани съвсем малко неща като демонстрация на факта, че подобни неясноти и дори грешки съществуват.
Например в частта от ЕUROCODE – БДС EN 1993 - 6, засягаща проектирането на стоманени подкранови греди – в последната редакция е допусната грешка, която буквално прави невъзможно прилагането на кода. Не разполагам в момента с тази част, за да кажа къде точно се намира грешката, но по-важното е, че в предишните редакции такава грешка няма. Възниква въпросът – как ще проектираме завод с кранови пътища, след като не можем да се справим с подкрановите греди?
В ЕUROCODE 2 – текстовете, в които става дума за проверка на деформативността на огъване посредством определяне на минимални дебелини на елементите – при двойно армиране, с еднакви сечения на натисковата и опънната армировка, минималната необходима дебелина на елемента излиза с нулева стойност без значение колко е армировката?
Да не говорим за неясноти в някои национални приложения – особено към ЕUROCODE 7. Препоръчвам на всеки да го прочете и да си отговори на въпроса – как ще се прилага това нещо.
Особено много са неясните места в ЕUROCODE 8,
в който става дума за проектиране при сеизмични въздействия. Написаното надолу се отнася само за тази част, която авторът е опознал относително добре (или поне се самозаблуждава, че е успял).
Както стана вече дума, в този код са застъпени съвременните достижения в областта на сеизмичното инженерство. Той представлява значителна крачка напред спрямо досега прилаганата у нас наредба. Обаче и проблемите и неяснотите в него като че ли са най-много. Казано с други думи, приказката за дребните камъчета и колата е съвсем възможно да се случи, защото дребните камъчета ги има, и то достатъчно.
По повод неяснотите в този код трябва да се маркира един много важен проблем – за анализа на стоманобетонови конструкции в т.4.3.1 (7) e казано, че при линейно еластичен анализ на конструкциите – "еластичните коравини на огъване и на срязване на бетонните и зиданите елементи могат да се приемат, че са равни на половината от съответната коравина на ненапуканите елементи...". Според водещите специалисти у нас тук следва да се включват и стоманобетонните елементи. Обаче в самия код никъде не е казано такова нещо.
По този начин се създават условия за различно тълкуване на споменатия текст.
Оттам са възможни и чудовищни разлики в проектите.
Много често меродавни за проектирането на високите сгради са проверките на деформативността (гранично състояние за ограничаване на повредите), и особено проверките за Р-делта ефекти. Там, където проверката за Р-делта ефекти е меродавна, излиза, че сградата трябва да се проектира с около два пъти по-голяма коравина от същата сграда, проектирана по досега действащите норми у нас! А един готов проект подлежи на проверка и контрол на няколко нива – технически контрол по част "Конструктивна", контрол от консултантската фирма за изготвяне на доклада за съответствие и нерядко от независими експерти, наети от инвеститора. Поне последните ще са задължени да тълкуват този текст буквално с цел да снижат разходите по строителството на сградата. Възниква въпросът как и на каква база тези групи от специалисти ще постигнат съгласие по тълкуването на споменатия текст? Да не говорим, че ако има известен смисъл в приравняване на динамичното реагиране на бетонните и на зиданите конструкции, то за приравняване поведението на зиданите и стоманобетонните конструкции няма никакъв разумен довод, или поне авторът не може да открие такъв.
Още един проблем от изключителна важност –
коефициенти за поведение на сглобяеми ст.б. конструкции
– при запънати колони и ставна връзка между покривните греди и колоната – масов случай в българската строителна практика. В т. 5.11.1.4.(1) за тези коефициенти е въведен допълнителен редукционен фактор - .Кр, който може да бъде приет 1.0 или 0.5 в зависимост от това по какъв начин ще бъдат изтълкувани няколко неясни изисквания за съединенията. Да не говорим, че т. 5.11.1.4.(2), която с голяма вероятност препоръчва коефициент на поведение 1.5 – за споменатите често прилагани у нас сгради, противоречи на т.5.2.2 – видове конструкции и коефициенти на поведение. Противоречието се крие във факта, че рядко при прилаганите у нас системи стойността на нормализираната осова сила превишава 0.3, а в този случай системата не се счита за обърнато махало със съответния й коефициент на поведение q = 1.5. Възниква въпросът защо за най-масовите сглобяеми сгради не е даден директно коефициентът на поведение, а проблемът е предоставен на проектантите, прилагащи ЕUROCODE – за тълкувания и спорове?
И като демонстрация - само една грешка - т.6.5.5(5). гласи "За болтови съединения, работещи на срязване, изчислителната носимоспособност на срязване на болтовете трябва да е по-голяма от 1.2 пъти изчислителната носимоспособност".
Ха, кажете как да го разбираме това? Хората, които се занимават отдавна, ще отговорят, че става дума носимоспособността на срязване да превишава носимоспособността на смачкване на болтовите съединения. Но в самия код това не го пише!
Трябва да се отбележат и
два концептуални проблема:
Първият проблем се крие във факта, че на много места има прекалено резки скокове на отделни величини в зоната на граничните случаи. Например коефициентът на поведение за стенни системи със свързани стени клас DCM скача от 3.6 на 2.0 от двете страни на границата, която отличава усукващо деформируемите от останалите системи. Друг пример – вертикалната компонента на сеизмичното въздействие се отчита само в случай че avg e по-голямо от 0.25g. Ако avg е по-малко или равно на 0.25g, вертикалната компонента не се отчита, което е странно от гледна точка на досегашния ни опит и не е в посока на сигурността. Кратък преглед на картата и списъка с населените места от сеизмичното райониране към националното приложение показва, че в нито един град няма да се налага отчитане на вертикалната компонента с изключение на Благоевград вероятно.
Да не говорим за други странни неща, съпътстващи сеизмичното райониране, най-странните от които са, че в списъка с населените места големите градове ги няма, че за град София референтното ускорение вероятно е 0.23g, а за Банкя е 0.15 g, и др. Още по-странно е, че в една и съща община – Гърмен, Гоце Делчевско, има села с референтни ускорения между 0.15 - за Горно Дряново, и 0.32 – за Долно Дряново. Какви са тези свръхценни населени места и общини, какво е това чудо?
Вторият концептуален проблем е, че всички изисквания за проектиране и детайлиране в райони с висока сеизмичност се прилагат и за районите с относително ниска сеизмичност, където в редки случаи сеизмичните въздействия участват в меродавните комбинации на въздействията. В случай че меродавни за оразмеряването на конструкциите са провисванията – например от сняг – както често се случва в Северна България – при стоманени рамки с големи отвори се налага използването на мощни ригели. Да се реализират дисипативни зони в такива ригели би довело до значително преоразмеряване на колоните заради необходимостта от завишаване на тяхната носимоспособност. Не че няма изход от такава ситуация – например чрез реализиране на дисипативни съединения или чрез приемане на концепция с ниско дисипативно поведение (при която има риск от допълнително преоразмеряване), но най-препоръчваният начин си остава неприемлив.
Изложените дотук примери са
много малка част от въпросите, които възникват след подробно запознаване с материята.
Множество други въпроси към ЕUROCODE 8 бяха зададени от автора на настоящото изложение преди повече от две години на всевъзможни форуми. Един–два въпроса намериха отговор в безкрайния лабиринт на системата, но основните си остават, като междувременно се появиха и нови. Отговорите на много от тях няма да ги има и в подготвените и предстоящи за публикуване ръководства, нито в издадените вече национални приложения. Пък и да ги има в ръководствата, те няма да значат нищо, докато не залегнат в нормативния документ, защото тълкуванията в ръководства не могат да бъдат задължителни.
В контактите с голяма част от съставителите на тези ръководства – към ЕUROCODE 8, както и с част от съставителите на ръководства, засягащи отделни части на ЕUROCODE 3, се установи съгласие между страните, че такива проблеми има на много места. Голяма част от авторите на ръководства са сред хората, които са превеждали частите на ЕUROCODE, а също и сред съставителите на националните приложения. Обаче никой по никакъв начин не се наема да отговори на тези въпроси официално, тъй като това излиза извън рамките на буквалните текстове от отделните кодове. Вероятно такъв подход има своите основания, тъй като тълкуването би следвало да се очаква от авторите на самите кодове, обаче и никой не се наема да ги попита.
Важно!
На среща в БАН в края на миналата година, на която присъстваха и представители на КИИП, част от тези проблеми бяха коментирани. Срещата беше по повод предстоящото въвеждане на системата ЕUROCODE. Всички представители на КИИП изказаха мнение, че няма готовност за въвеждането на тази система най-вече поради неяснотите, заложени в самата нея, а също и поради факта, че не всички нейни части са преведени на български език, нито са приети окончателно всички национални приложения. Повечето представители на научните среди застъпиха тезата, че въвеждането ще мине по мед и масло. Някои участници изказаха мнение, че все пак отговорите на тези въпроси се знаят неофициално и дори, че отговорите не е необходимо да залегнат в нормативната уредба.
За хората, които мислят по този начин, съм длъжен да подчертая – наличието на приложима норма е крайно необходимо по следните причини:
Нормата трябва да ясна, разбираема и категорична – за да може да бъде спазена.
Нормата трябва да се спазва задължително по един и същ начин от всички, без възможности за различни тълкувания.
Спазената норма, която не подлежи на тълкуване, е единственото оправдание и защита на проектантите за възприетите от тях проектни решения!
Ето защо
обръщам се към всички проектанти-конструктори
- започнете да се запознавате с тази система сега и не го отлагайте за края на гратисния период. Тъкмо сега му е времето при липсата на работа в момента. И не се отчайвайте след първия опит. Бъдете сигурни – фактът, че нищо не можете да разберете, няма да се дължи на вашите способности за възприемане, а на някои съществени характеристики на новата система. Отбележете всички неясни места и ги систематизирайте, за да могат въпросите да бъдат зададени. Няма нищо срамно в това да попиташ, ако нещо не ти е ясно. Срамно, тъжно и смешно ще е да се мъчиш сам да интерпретираш неясните текстове, без да попиташ когото трябва.
Обръщам се към ръководството на КИИП – сега е моментът да бъдат събрани и систематизирани всички въпроси, за да бъдат зададени навреме. Считам тази дейност за основно задължение на камарата.
Би следвало да се очаква, че такава задача влиза в основните задължения на МРРБ. Те разполагат с процедури за такива неща и са длъжни да окажат съдействие независимо от факта, че имат по-важни направления и приоритети, за които да се харчат средствата, събирани от нашите данъци. Независимо и от факта, че в свое оправдание разполагат с уверенията на част от научните среди, че проблеми няма да има.
Обръщам се и към всички представители на научните среди – особено към тези от тях, които са участвали в превеждането на системата ЕUROCODE, в изготвянето на националните приложения или на ръководствата по отделните части на системата. Всеки един от вас е сред най-уважаваните професори от колегията. Вие сте хората, които препоръчаха тази система да бъде въведена в настоящия й вид. Ваша е и отговорността да помогнете да бъде осигурена възможност за правилното й прилагане. Смятам, че сте призвани да окажете съдействие на КИИП за сортиране и систематизиране на зададените разумни въпроси, както и помощ тези въпроси да бъдат зададени на когото и където трябва.
А иначе отговорът на въпроса от заглавието е ясен – вече няма мърдане наникъде! Край на надеждите, че ще ни се размине! Даже ако решим да мърдаме, резултатът може само да бъде: колкото повече – толкова повече...
Желая успех на всички, които започнат да полагат необходимите усилия отсега. Също и малко късмет, защото ни предстои чутовен напън да се справим със система, която е толкова усложнена на места, че човек, концентриран и улисан да се справи с всички подробности, понякога не може да види "гредата", която е на път да "нацепи" с глава.