Jaka jest różnica pomiędzy obciążeniem zalecanym, obliczeniowym, charakterystycznym i niszczącym?
Poniższe informacje dotyczą nośności i obciążenia (oddziaływań). Podobnie jak w obecnie stosowanych przepisach, koncepcja bezpieczeństwa częściowych współczynników bezpieczeństwa jest stosowana w celu eliminowania niepewności związanych zarówno z oddziaływaniami (obciążeniem), jak i nośnością. Zgodnie z tą koncepcją należy wykazać, że wartość oddziaływań obliczeniowych Sd nie przekracza wartości nośności obliczeniowej Rd podanej poniżej.
Obciążenie (oddziaływania) obliczeniowe i nośności obliczeniowe
Nośność obliczeniowa Rd lub obciążenie obliczeniowe Sd są wyznaczane na podstawie nośności charakterystycznej Rk lub obciążenia charakterystycznego Sk, natomiast wartości charakterystyczne są wyznaczane na podstawie średniej nośności Ru,m lub średniego obciążenia Su,m. Na poniższym przykładzie omówiono nośność kotwy.
Przy założeniu dwóch produktów oraz n=10 prób nośności na wyrwanie, średnie obciążenie niszczące Nu,m [kN] stanowi średnie obciążenie niszczące dla prób. Zgodnie z ilustracją poniżej, średnie obciążenie niszczące wynosi Nu,m,product A= 60 kN oraz Nu,m,product B= 75 kN. Na tej podstawie można ocenić produkt B jako mający lepsze właściwości użytkowe, niż produkt A.
Wartości charakterystyczne NRk uwzględniają rozrzut wartości przy założeniu, że nie mają na nie wpływu inne niekorzystne wartości. Nośność charakterystyczna, czyli kwantyl rzędu 0,05 zapewnia prawdopodobieństwo na poziomie 90%, że zaledwie 5% wartości obciążenia niszczącego jest poniżej wartości charakterystycznej. Na podstawie odchylenia standardowego i liczby prób dla produktu A otrzymujemy wartość charakterystyczną NRk,product A ~NRk, product B ~52 kN, gdzie rozrzut wartości dla produktu A jest mniejszy, niż dla produktu B.
Nośność obliczeniowa NRd jest obliczana przez podzielenie wartości charakterystycznej NRk przez częściowy współczynnik bezpieczeństwa dla wytrzymałości materiału gMc (wyrwanie stożka betonowego), gMp (wyrwanie z podłoża) i gM,sp. (zniszczenie przez rozłupanie podłoża), natomiast dla technologii zakotwień, współczynnik ten uwzględnia bezpieczeństwo instalacji systemów zakotwień poprzez wytrzymałość konstrukcyjną. Podane są również częściowe współczynniki bezpieczeństwa dla zniszczenia pręta, które zależą od stosunku wartości fyk/fuk. Wszystkie częściowe współczynniki bezpieczeństwa są podane we właściwych europejskich ocen technicznych (EOT). Częściowe współczynniki bezpieczeństwa dla charakterów zniszczenia związanych z betonem zawierają się w zakresie od 1,5 dla systemów o wysokim bezpieczeństwie montażu do 2,1 dla systemów o niższym, ale dopuszczalnym bezpieczeństwie montażu. Zgodnie z przykładem, dla obu produktów wyznaczana jest nośność obliczeniowa NRk,product A ~NRk, product B ~52 kN/1,5 = 34,6 kN pod warunkiem, że dla obu produktów obowiązuje takie same bezpieczeństwo instalacji.
W celu wyznaczenia obciążeń zalecanych Nrec należy podzielić nośność obliczeniową przez połączenie częściowych współczynników bezpieczeństwa dla obciążeń statycznych (1,35) i obciążeń eksploatacyjnych (ruchomych) (1,5).
Średnia nośność niszcząca Nu,m wyznaczona na podstawie indywidualnych wyników prób
Nośność charakterystyczna NRk z uwzględnieniem rozrzutu indywidualnych wyników serii prób