Вы здесь

Первая группа предельных состояний


65. Расчет оснований по 1 и 2 группе предельных состояний.

Целью расчета оснований по первой группе предельных состоя­ний (по несущей способности) является обеспечение необходимой прочности и устойчивости оснований, включая недопущение воз­можного сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания.

Расчет по первой группе предельных состояний производят толь­ко следующих случаях: при передаче на основание значительных горизонтальных нагрузок (подпорные стены, фундаменты распор­ных конструкций и др.), в том числе и сейсмических; на фундамент действуют выдергивающие нагрузки; все здание или его отдельные фундаменты располагаются вблизи нисходящего откоса грунта; основание сложено скальными грунтами; основание сложено слабы­ми грунтами, в частности водонасыщенными заторфованными и пылевато-глинистыми, имеющими мягкопластичную и текучеп­ластичную консистенцию.

Расчет оснований по несущей способности выполняют, проверяя условие: F≤γCFU/γn , где F - расчетная нагрузка на основание от основного или особого сочетания нагрузок; γC - коэффициент условий работы, принима­емый для песков, кроме пылеватых, γC= 1, для пылевато-глинистых грунтов в стабилизированном состоянии, а также песков пылева­тых - 0,9, для пылевато-глинистых в нестабилизированном состо­янии - 0,85, для скальных грунтов: невыветрелых и слабовыветре­лых - 1,0, выветрелых - 0,9, сильновыветрелых - 0,8; FU – сила предельного сопротивления основания; γn - коэффициент надеж­ности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15; 1,10 соответственно для сооружений I, II и III классов ответствен­ности.

Основной целью расчета оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) является ограничение перемещений

фундаментов такими предельными значениями, которые гapaнтируют нормальную эксплуатацию и требуемую долговечность зданий и сооружений, исключая возможность, проявления значительных неравномерностей осадок связанных с появлением кренов,

изменения проектных отметок и положений конструкций и их соединений. Расчет оснований по деформациям предполагает, что прочность и трещиностойкость самих фундаментов и фундаментных конструкций должны быть проверены по результатам дополнительных рас­четов.

Так как проектирование оснований начинают с назначения глубины заложения фундамента, то ограничение осадки последнего производят, назначением определенных размеров подошвы, то ограничение возможных неравномерностей осадок часто, добиваются за счет варьирования размерами подошвы, тем самым уменьшая или увеличивая давление в грунте основания, что позволяет регулировать осадки отдельных фундаментов.

Расчет оснований по деформациям требует выполнения следующего условия: S≤SU

где s – деформация основания, определяемая по результатам совместной работы основания и сооружения; SU - предельное значение совместной деформации основания и сооружения. Предельно допустимые деформации определяются в основном эксплуатационными требованиями, предъявляемыми к сооружению. По СНиПу рекомендуется ограничивать давление по подошве фундамента расчетным сопротивлением грунта основания: p≤R.

Расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента определяется по формуле Пузыревского:

γc1, γc1- коэффициенты, зависящие от инженерно-геологических условий

сII- удельное сцепление грунта

γII- удельный вес грунта над подошвой фундамента

γ, II- удельный вес грунта под подошвой фундамента

Мq, Мγ Мс- коэффициенты принимаемые от угла внутреннего трения

d1- глубина заложения подошвы фундамента.

Две группы предельных состояний

Железобетонные конструкции могут потерять необходимые эксплуатационные качества по одной из двух причин:

1. в результате исчерпания несущей способности (разрушение материала в наиболее нагруженных сечениях, потери устойчивости отдельных элементов или всей конструкцией в целом);

2. в следствии чрезмерных деформаций (прогибов, колебаний, осадок), а также из-за образования трещин или чрезмерного их раскрытия.

В соответствии с указанными двумя причинами, которые могут вызвать потерю эксплуатационных качеств конструкций, нормами установлены две группы их предельных состояний:

- по несущей способности (первая группа);

- по пригодности к нормальней эксплуатации (вторая группа).

Задачей расчёта является предотвращение наступления в рас­сматриваемой конструкции любого предельного состояния в период изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации.

Расчёты по предельным состояниям первой группы должны обеспечивать в период эксплуатации конструкции и для других ста­дий работы её прочность, устойчивость формы, устойчивость по­ложения, выносливость и др.

Расчёты по предельным состояниям второй группы выполняют, чтобы предотвратить в период эксплуатации конструкции и на дру­гих стадиях её работы чрезмерное по ширине раскрытие трещин, приводящее к преждевременной коррозии арматуры, или их образованиие, а также чрезмерные перемещения.

4. Расчётные факторы

Это нагрузки и механические характеристики материалов (бетона и арматуры). Они обладают статистической изменчивостью или раз­бросом значений. В расчётах по предельным состояниям учитывают (в неявной форме) изменчивость нагрузок и механических характе­ристик материалов, а также различные неблагоприятные или благо­приятные условия работы бетона и арматуры, условия изготовления и эксплуатации элементов зданий и сооружений.

Нагрузки, механические характеристики материалов и расчёт­ные коэффициенты нормированы. При проектировании железобе­тонных конструкций значения нагрузок, сопротивлений бетона и ар­матуры устанавливают по главам СНиП 2.01.07-85* и СП 52-101-2003.

5. Классификация нагрузок. Нормативные и расчёт­ные нагрузки

Нагрузки и воздействия на здания и сооружения в зависимости от продолжительности их действия делят на постоянные и временные. Последние, в свою очередь, подразделяются на длительные, крат­ковременные и особые.

Постоянными нагрузками являются вес несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, вес и давление грунтов, воздей­ствие предварительного напряжения железобетонных конструкций.

К временным длительным нагрузкам относятся: вес стационар­ного оборудования на перекрытиях — станков, аппаратов, двига­телей, ёмкостей и т. п.; давление газов, жидкостей, сыпучих тел в ёмкостях; нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажного оборудования в складских помещениях, холодильни­ках, зернохранилищах, книгохранилищах, архивах и подобных по­мещениях; температурные технологические воздействия от стацио­нарного оборудования; вес слоя воды на водонаполненных плоских покрытиях и др.

К временным кратковременным нагрузкам относятся: вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудова­ния, снеговые нагрузки с полным нормативным значением, ветро­вые нагрузки, нагрузки, возникающие при изготовлении, перевозке и монтаже элементов конструкций и некоторые др.

К особым нагрузкам относятся: сейсмические и взрывные воз­действия; нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологи­ческого процесса, временной неисправностью или поломкой обору­дования и т. п.

Нагрузки в соответствии со СНиП 2.01.07-85* делятся также на нормативные и расчётные.

Нормативными называются нагрузки или воздействия близкие по величине к наибольшим возможным при нормальной эксплуата­ции зданий и сооружений. Их значения приводятся в нормах.

Изменчивость нагрузок в неблагоприятную сторону оценивают коэффициентом надёжности по нагрузке γf.

Расчётное значение нагрузки gдля расчёта конструкции на проч­ность или устойчивость определяется путём умножения её норма­тивного значения gп на коэффициент γf, обычно больший 1

Значения дифференцированы в зависимости от характера на­грузок и их величины. Так, например, при учёте собственного веса бетонных и железобетонных конструкций = 1,1; при учёте соб­ственного веса различных стяжек, засыпок, утеплителей, выполня­емых в заводских условиях, = 1,2, а на строительной площадке =1,3. Коэффициенты надёжности по нагрузке для равномер­но распределённых нагрузок следует принимать:

1,3 — при полном нормативном значении менее 2 кПа (2 кН/м2);

1,2 — при полном нормативном значении 2 кПа (2 кН/м2) и бо­лее. Коэффициент надёжности по нагрузке для собственного веса при расчёте конструкции на устойчивость положения против всплы­тия, опрокидывания и скольжения, а также в других случаях, когда уменьшение массы ухудшает условия работы конструкции, прини­мают равным 0,9.

Расчёты по предельным состояниям второй группы ведут по нор­мативным нагрузкам или по расчётным, взятым с γf= 1.

Здания и сооружения подвергаются одновременному действию различных нагрузок. Поэтому расчёт здания или сооружения в це­лом, либо отдельных его элементов, должен выполняться с учётом наиболее неблагоприятных сочетаний этих нагрузок или усилий, вы­званных ими. Неблагоприятные, но реально возможные сочетания нагрузок при проектировании выбираются в соответствии с реко­мендациями СНиП 2.01.07-85*. В зависимости от состава учитываемых нагрузок различают сочетания:

основные, включающие постоянные, длительные и кратковременные нагрузки

Т = ΣТпост + ψ1 ΣТдлит + ψ2 ΣТкрат,

где Т = М, Т, Q;

ψ – коэффициент сочетаний (если учитывается 1 кратковременная нагрузка, то ψ1 = ψ2 =1,0, если в сочетание входят 2 и более кратковременных нагрузок, то ψ1 = 0,95, ψ2 = 0,9);

особые, включающие дополнительно к постоянным, длительным и кратковременным нагрузкам особую нагрузку (ψ1 = 0,95, ψ2 = 0,80).

Предыдущая19202122232425262728293031323334Следующая

Дата добавления: 2014-12-30; просмотров: 2431; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:

Расчет железобетонных элементов по предельным состояниям первой группы

12 мая 2016 г.

Расчеты бетонных и железобетонных конструкций следует про­изводить по методу предельных состояний, включающему: 

  • предельные состояния первой группы, приводящие к полной непригодности эксплуатации конструкций; 
  • предельные состояния второй группы, затрудняющие нормаль­ную эксплуатацию конструкций или уменьшающие долговеч­ность зданий и сооружений по сравнению с предусматривае­мым сроком службы. 

Расчеты должны обеспечивать надежность зданий или соору­жений в течение всего срока их службы, а также при производстве работ в соответствии с требованиями, предъявляемыми к ним.

Расчеты по предельным состояниям первой группы включают:

  • расчет по прочности;
  • расчет по устойчивости формы (для тонкостенных конструкций); 
  • расчет по устойчивости положения (опрокидывание, скольже­ние, всплывание). 

Расчеты по прочности бетонных и железобетонных конструкций следует производить из условия, по которому усилия, напряжения и деформации в конструкциях от различных воздействий с учетом на­чального напряженного состояния (преднапряжение, температурные и другие воздействия) не должны превышать соответствующих значений, установленных нормами. 

Расчеты по устойчивости формы конструкции, а также по устой­чивости положения (с учетом совместной работы конструкции и основания, их деформационных свойств, сопротивления сдвигу по контакту с основанием и других особенностей) следует произво­дить согласно указаниям нормативных документов на отдельные виды конструкций. 

В необходимых случаях в зависимости от вида и назначения конструкции должны быть произведены расчеты по предельным состояниям, связанным с явлениями, при которых возникает необ­ходимость прекращения эксплуатации (чрезмерные деформации, сдвиги в соединениях и другие явления). 

Расчет железобетонных элементов по первой группе предель­ных состояний является основным и используется при подборе раз­меров поперечных сечений элементов и арматуры. Расчет по проч­ности проводится для сечений, нормальных к продольной оси эле­мента, а также для наклонных к этой оси сечений наиболее опасного направления. 

Условие прочности в общем виде получается из условия равно­весия внутренних и внешних сил в сечениях элементов. Неравен­ство имеет следующий вид: 

где Fin — внешнее усилие от нормативных нагрузок (продольная сила Nin, изгибающий момент Min, поперечная сила Qin; ψi — коэф­фициент сочетания нагрузок (усилий); γfi— коэффициент надеж­ности по нагрузке; Ф — функция суммы геометрических характе­ристик сечения S и нормативных сопротивлений материалов и Rbnи Rsn; γb, γs — соответственно коэффициенты надежности по бетону и арматуре; γbi, γsi — коэффициенты условий работы бетона и армату­ры; γn — коэффициент надежности по назначению; γm — коэффи­циент надежности по материалу; γс — коэффициент условий рабо­ты гидротехнического сооружения.

Физический смысл уравнения выше заключается в том, что мак­симально возможное усилие (изгибающий момент, поперечная или продольная сила) в сечении элемента должно быть меньше или в крайнем случае равно минимально возможной несущей способно­сти сечения. 

Нагрузки, действующие на сооружение, в зависимости от про­должительности действия, подразделяются на постоянные (вес ча­стей сооружения, ограждающих конструкций, давление грунта и др.) и временные. 

Временные нагрузки подразделяются на длительные, кратков­ременные и особые нагрузки. 

К длительным нагрузкам на гидротехнических объектах от­носятся: 

  • вес стационарного оборудования (емкости, трубопроводы с арматурой и опорными частями, постоянных подъемных ма­шин с их тросами и направляющими, вес жидкости на гидротехническом сооружении);  
  • нагрузки от людей и оборудования на перекрытия зданий;  
  • температурные климатические воздействия;
  • снеговые нагрузки и др.

Кратковременными считаются: 

  • нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановоч­ном, переходном и испытательном режимах, а также при его перестановке или замене (механизмы для маневрирования зат­ворами гидротехнических сооружений, лебедки, подвесные краны и т. д.); 
  • вес людей, ремонтных материалов и инструментов в зонах об­служивания и ремонта оборудования;
  • вес людей, животных, транспорта и прочего на проезжих мо­стах и т. д.;
  • снеговые нагрузки с полным расчетным значением;
  • ветровые, гололедные нагрузки и т. д.

К особым нагрузкам можно отнести:

  • сейсмические, взрывные воздействия;
  • деформации основания под сооружением, сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта или оседанием его в районах горных выработок и в карстовых; 
  • динамические воздействия от падающей струи водного по­тока. 

Сочетания нагрузок, действующих на гидротехнические соору­жения, в зависимости от учитываемого состава нагрузок подразде­ляют на основные и особые нагрузки.

  • основные сочетания состоят из постоянных, длительных и крат­ковременных нагрузок;
  • в особые сочетания входят постоянные, длительные, кратков­ременные и одна из особых нагрузок.

Временные нагрузки с двумя нормативными значениями вклю­чаются в сочетания как длительные — при учете пониженного нор­мативного значения и как кратковременные — при учете полного нормативного значения.

В особых сочетаниях нагрузок, включающих взрывные воздей­ствия или нагрузки, вызываемые столкновением транспортных средств с элементами сооружений, допускается не учитывать крат­ковременные нагрузки, указанные выше. 

При учете в расчетах сочетаний, включающих постоянные и не менее двух временных нагрузок, расчетные значения временных нагрузок или соответствующих им усилий умножаются на коэффи­циенты сочетаний, имеющие следующие значения: 

  • в основных сочетаниях для длительных нагрузок ψ1 = 0,95; для кратковременных ψ2 = 0,9;
  • в особых сочетаниях для длительных нагрузок ψ1 = 0,95; для кратковременных ψ2 = 0,8;

При учете трех и более кратковременных нагрузок их расчетные значения в основных сочетаниях следует умножать на коэффициент сочетания ψ2, принимаемый для первой по степени влияния кратков­ременной нагрузки — 1,0, для второй — 0,8, для остальных — 0,6.

Кэффициент надежности по нагрузке γfi для веса строительных конструкций, оборудования и фунтов следует принимать по таблице ниже.

При расчете железобетонных конструкций по первой группе предельных расчетные сопротивления бетона Rb и Rbt умножают на коэффициенты условий работы γbt:

  • γb1 = 0,5÷1,0 — учитывает многократно повторяющуюся на­грузку;
  • γb2 = 0,9÷1,1 — учитывает длительность действия нагрузки на гидротехнические сооружения и условия нарастания прочнос­ти бетона во времени;
  • γb3 = 0,85 — учитывает снижение прочности верхних слоев бе­тона при укладке его за один прием на высоту более 1,5 м.

Значения коэффициента надежности по нагрузке γf

Конструкции сооружений, вид оборудования и грунтов

Коэффициент надежности по нагрузке γf

Конструкции:

металлические

1,05

бетонные (со средней плотностью свыше 1600 кг/м3), железобетонные, каменные, армокаменные, дере­вянные

1,1

бетонные (со средней плотностью 1600 кг/м3 и ме­нее), изоляционные, выравнивающие и отделочные слои (плиты, материалы в рулонах, засыпки, стяжки и т.п.), выполняемые:

в заводских условиях

1,2

на строительной площадке

1,3

Оборудование:

стационарное

1,05

изоляция стационарного оборудования

1,2

заполнители оборудования (в том числе резервуа­ров и трубопроводов):

жидкостей 

1,0

суспензий, шламов, сыпучих тел

1,1

погрузчики и электрокары (с грузом)

1,2

Грунты:

в природном залегании

1,1

насыпные

1,15

Примечания.

  1. При проверке конструкций на устойчивость положения против опрокидывания, а также в других случаях, когда уменьшение веса конструкций и грунтов может ухудшить условия работы конструкций, следует произвести расчет, принимая для веса конструкции или ее части коэффициент надежности по нагрузке γf = 0,9.
  2. При определении нагрузок от грунта следует учитывать нагрузки от складируемых материалов; оборудования и транспортных средств, передаваемые на грунт.
  3. Для металлических конструкций, в которых усилия от собственного веса превышают 50% общих усилий, следует принимать γf = 1,1.

При расчете монолитных колонн с наибольшим размером по­перечного сечения менее 30 см вводят коэффициент γb5 = 0,85.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению Rs для первой группы предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по арматуре γs, при­нимаемые в зависимости от класса арматуры.

При расчетах по предельным состояниям первой группы рас­четные сопротивления умножаются на коэффициенты условий ра­боты γsi:

  • γs3 = 0,3-1,0 — учитывает многократное действие нагрузки;
  • γs4 = 0,2-1,0— учитывает наличие сварных соединений при многократном повторении нагрузки.

Коэффициент надежности по назначению γn (по ответственно­сти гидротехнического сооружения) по предельным состояниям первой группы, в зависимости от класса сооружения, принимает следующие значения:

  1. I класс — γn = 1,25.
  2. II класс — γn = 1,20.
  3. III класс — γn = 1,15;
  4. IV класс — γn = 1,10.

Коэффициенты надежности по материалу γn и условиям рабо­ты γс применяются в качестве сомножителей с расчетным сопро­тивлением. При этом, в зависимости от вида материала, его физи­ко-механических свойств коэффициент γm, согласно нормативным документам, принимает значения от 1,05 до 1,15.

Коэффициент γс, учитывающий особенности действительной работы конструкций при эксплуатации, принимает значения от 0,7 до 1,4.

65. Расчет оснований по 1 и 2 группе предельных состояний.

Целью расчета оснований по первой группе предельных состоя­ний (по несущей способности) является обеспечение необходимой прочности и устойчивости оснований, включая недопущение воз­можного сдвига фундамента по подошве и его опрокидывания.

Расчет по первой группе предельных состояний производят толь­ко следующих случаях: при передаче на основание значительных горизонтальных нагрузок (подпорные стены, фундаменты распор­ных конструкций и др.), в том числе и сейсмических; на фундамент действуют выдергивающие нагрузки; все здание или его отдельные фундаменты располагаются вблизи нисходящего откоса грунта; основание сложено скальными грунтами; основание сложено слабы­ми грунтами, в частности водонасыщенными заторфованными и пылевато-глинистыми, имеющими мягкопластичную и текучеп­ластичную консистенцию.

Расчет оснований по несущей способности выполняют, проверяя условие: F≤γCFU/γn , где F - расчетная нагрузка на основание от основного или особого сочетания нагрузок; γC - коэффициент условий работы, принима­емый для песков, кроме пылеватых, γC= 1, для пылевато-глинистых грунтов в стабилизированном состоянии, а также песков пылева­тых - 0,9, для пылевато-глинистых в нестабилизированном состо­янии - 0,85, для скальных грунтов: невыветрелых и слабовыветре­лых - 1,0, выветрелых - 0,9, сильновыветрелых - 0,8; FU – сила предельного сопротивления основания; γn - коэффициент надеж­ности по назначению сооружения, принимаемый равным 1,2; 1,15; 1,10 соответственно для сооружений I, II и III классов ответствен­ности.

Основной целью расчета оснований по второй группе предельных состояний (по деформациям) является ограничение перемещений

фундаментов такими предельными значениями, которые гapaнтируют нормальную эксплуатацию и требуемую долговечность зданий и сооружений, исключая возможность, проявления значительных неравномерностей осадок связанных с появлением кренов,

изменения проектных отметок и положений конструкций и их соединений. Расчет оснований по деформациям предполагает, что прочность и трещиностойкость самих фундаментов и фундаментных конструкций должны быть проверены по результатам дополнительных рас­четов.

Так как проектирование оснований начинают с назначения глубины заложения фундамента, то ограничение осадки последнего производят, назначением определенных размеров подошвы, то ограничение возможных неравномерностей осадок часто, добиваются за счет варьирования размерами подошвы, тем самым уменьшая или увеличивая давление в грунте основания, что позволяет регулировать осадки отдельных фундаментов.

Расчет оснований по деформациям требует выполнения следующего условия: S≤SU

где s – деформация основания, определяемая по результатам совместной работы основания и сооружения; SU - предельное значение совместной деформации основания и сооружения. Предельно допустимые деформации определяются в основном эксплуатационными требованиями, предъявляемыми к сооружению. По СНиПу рекомендуется ограничивать давление по подошве фундамента расчетным сопротивлением грунта основания: p≤R.

Расчетное сопротивление грунта основания под подошвой фундамента определяется по формуле Пузыревского:

γc1, γc1- коэффициенты, зависящие от инженерно-геологических условий

сII- удельное сцепление грунта

γII- удельный вес грунта над подошвой фундамента

γ, II- удельный вес грунта под подошвой фундамента

Мq, Мγ Мс- коэффициенты принимаемые от угла внутреннего трения

d1- глубина заложения подошвы фундамента.

Основные положения расчёта строительных конструкций по предельным состояниям 1 группы

Метод расчета конструкций по предельным состояни­ям является дальнейшим развитием метода расчета по разрушающим усилиям. При расчете по этому методу четко устанавливают предельные состояния конструкций и используют систему расчетных коэффициентов, введе­ние которых гарантирует, что такое состояние не насту­пит при самых неблагоприятных сочетаниях нагрузок и при наименьших значениях прочностных характеристик материалов. Прочность сечений определяют по стадии разрушения, но безопасность работы конструкции под нагрузкой оценивают не одним синтезирующим коэффи­циентом запаса, а указанной системой расчетных коэф­фициентов. Конструкции, запроектированные и рассчи­танные по методу предельного состояния, получаются не­сколько экономичнее.

Предельными считаются состояния, при которых кон­струкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним в процессе эксплуатации требованиям, т. е. теряют спо­собность сопротивляться внешним нагрузкам и воздейст­виям или получают недопустимые перемещения или ме­стные повреждения.

Железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по двум группам предельных со­стояний: по несущей способности (первая группа); по пригодности к нормальной эксплуатации (вторая группа).

Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы предотвратить следующие явления:

хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением);

потерю устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т.п.) или ее положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен, внецентренно нагруженных высоких фундаментов; расчет на всплытие заглубленных или под­земных резервуаров и т. п.);

усталостное разрушение (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократ­но повторяющейся подвижной или пульсирующей на­грузки: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов и перекрытий под неуравновешенные машины и т.п.); разрушение от совместного воздействия силовых фак­торов и неблагоприятных влияний внешней среды (аг­рессивность среды, попеременное замораживание и от­таивание и т. п.).

18. Методы расчёта строительных конструкций.

Основные нормативные требования

Расчет по прочности железобетонных элементов производится для сечений, нормальных к их продольной оси, а также для наклонных к ней сече­ний наиболее опасного направления.

Расчеты по прочности нормальных сечений в общем случае выпол­няются для решения двух типов задач:

а) подбор сечения элемента при заданных значениях внешних усилий (M, N, Nb, T);

б) проверка прочности имеющегося сечения элемента (известны геомет­рические параметры, арматура, сопротивление бетона и арматуры).

Определение предельных усилий в нормальном сечении выполня­ется с использованием следующих предпосылок:

- потенциал сопротивляемости железобетонного элемента определяется стадией Ш напряженно-деформированного состояния его расчетного сечения;

- сопротивление бетона сжатию характеризуется равномерным распре­делением по всей высоте сжатой зоны с ординатой, равной Rь;

- деформации (напряжения σs) в арматуре зависят от высоты сжатой зоны (п. 3.28 СНиП)

σSC, и - предельные напряжения в арматуре сжатой зоны (п. 3.12 СНиП);

σS p - предварительные напряжения в напрягаемой арматуре;

- напряжения в растянутой арматуре достигают предела текучести (ус­ловного или физического) и принимаются равными Rs , если высота сжатой зо­ны х (или ξ) не превышает граничного значения хR (или ξR);

- напряжения в сжатой арматуре не должны превышать предельно допустимых (σSC, и) принимаемых равными:

- 330 МПа - в стадии обжатия предварительно напрягаемых элементов;

- 400 МПа - при учете в рассматриваемом сочетании кратковременных и особых нагрузок γьг>1,0);

- 500 МПа - во всех других случаях (γьг≤1,0).

Расчетная схема

Независимо от вида действующих усилий (М, Nc , Nt) статический расчет элементов с двузначной эпюрой напряжений в сечении характеризуется схемой усилий и напряжений, представленной на рис. 6.1 .

Для случаев, когда ξ > ξR (переармированные сечения изгибаемых эле­ментов, внецентренно сжатых элементов с малыми эксцентриситетами) в при­веденных схемах напряжения в растянутой арматуре принимаются равными σs (см. формулу 5).

При этом уравнения равновесия внешних сил и внутренних усилий име­ют вид:

При необходимости в качестве физической составляющей расчетов мо­жет использоваться зависимость (5).

Схема усилий и эпюра напряжений в нормальном сечении изгибаемых, внецен-

тренно сжатых и растянутых железобетонных элементов для случая ξ ≤ ξR

(напрягаемая арматура условно не показана)

Изгибаемые элементы прямоугольного сечения

В общем случае их армирование характеризуется размещением арматуры у сжатой и растянутой граней. При этом расчетная схема (статический компо­нент) имеет вид, представленный на рис. 6.2, а уравнения равновесия (6, 7) принимают следующий вид:

В табличной форме эти выражения приобретают вид

где ξ = x/ho; η = 1 – 0,5ξ; αm = ξ(1 – 0,5ξ) - соответственно значения относи­тельной высоты сжатой зоны, плеча внутренней пары сил (zb), несушей способ­ности сжатой зоны бетона.

Алгоритм расчета площади рабочей арматуры

Так как расчет прочности нормальных сечений по существу не зависит от вида используемой арматуры, в дальнейшем (для упрощения формул) приводятся обобщенные зависимости, соответствующие нормативным (по СНиП 2.03.01-84) аналогам. Вычисляем

Если ат < аR , то сжатая арматура по расчету не требуется и As = M / η Rs ho ,

где η - определяется в зависимости от значения ат.

Если ат > аR , тополагают, что ат = аR и расчет ведут в следующей по­следовательности :

Полученные значения As` и As должны удовлетворять требованиям мини­мального армирования (табл. 38 СНиП) и не превосходить максимально реко­мендуемых значений. При значениях μ ≥ μRрекомендуется произвести перерасчет с предварительным увеличением раз­меров сечения, класса бетона и арматуры.

Для окончательно принятых значений As и As` по сортаменту находят необходимое количество стержней с учетом конструктивных требований.

Схема усилий в поперечном прямоугольном сечении изгибаемого железобетонного элемента

Алгоритм проверки прочности

Из уравнения (8а) определяем

Сравниваем ξ и ξ R , если ξ ≤ ξ R , то

где ат и aR принимается соответственно для значений ξ и ξ R .

Изгибаемые элементы таврового и двутаврового сечения

Общие положения

Расчет сечений, имеющих полку в сжатой зоне, должен производиться в зависимости от положения границы сжатой зоны (рис. 6.5).

Случай а) имеет место, когда выполняется одно из следующих условий,

Случай б) имеет место, если знак в неравенствах 11, 12 имеет противопо­ложную направленность. Если граница сжатой зоны находится в пределах пол­ки, то расчет сечения ведется как для прямоугольного шириной bf . При этом ширина свесов, вводимая в расчет, не должна превышать величин.

Положение границы сжатой зоны

Требуемая площадь сжатой арматуры определяется по формуле

Требуемая площадь растянутой арматуры определяется

а) если выполняется условие (12) - нейтральная ось находится в полке, расчет ведется как для прямоугольного сечения шириной b`f в последовательности;

б) если условие (12) не соблюдается, нейтральная ось проходит в ребре и

площадь As определяется по формуле

где ξ определяется в зависимости от значения

При этом должно удовлетворяться условие ат < аR.

19. Расчёт поперечной арматуры в изгибаемых железобетонных элементах.

Часто встречающимся в практике вариантом являет­ся изгибаемый элемент таврового поперечного сечения, предварительно напряженный, с поперечным армирова­нием без отгибов.

Расчет ведут по наклонному сечению, которое имеет наименьшую несущую способность (рис.3.19).

Диаметр поперечных стержней задают из условия технологии точечной электросварки так, чтобы отноше­ние диаметра поперечного стержня к диаметру продоль­ного стержня составляло 1/3... 1/4; затем вычисляют площадь сечений Аsw. Шаг поперечных стержней s устанавливают по конструктив­ным условиям.

План расчета. При известных исходных данных: Qmax (на опоре), q, v, b, h0 ,Rb , Rbt , Rsw

расчет ведут в следу­ющем порядке:

1. Проверяют, требуется ли поперечная арматура по расчету по первому условию

2. Проверяют, требуется ли поперечная арматура по расчету по второму условию

вычислив с этой целью значения длительной нагрузки (q1), длины проекции наклонного сечения (с), поперечной силы в вершине наклонного сечения.

Если поперечная арматура по расчету требуется, расчет про­должают.

3. Определяют минимальное значение поперечного усилия, воспринимаемого бетоном сжатой зоны над вершиной наклонного сечения, вы­числив для этого значение коэффициента, учитывающего наличие полок тавровых сечений и учитывающего влияние продольных сил.

4. Определяют значение усилия в поперечной арматуре на единицу длины элемента и про­веряют его по условию

qsw>=Qbmin/2h0 (>= - больше либо равно)

5. Проверяют шаг хомутов по требованию s = Qbmin

9. Вычисляют поперечную силу Q в вершине наклон­ного сечения.

10. Определяют длину проекции расчетного наклонного сечения с0, соблюдая требуемые для с0 ограничения.

11. Вычисляют поперечную силу Qsw, воспринимае­мую хомутами в наклонном сечении.

12. Проверяют условие прочности в наклонном сече­нии. Если условие не удовлетворяет­ся, уменьшают шаг s или увеличивают Аsw.

13. Проверяют прочность бетона по сжатой наклон­ной полосе.

Рис. 3.19. Усилия в поперечных стержнях, принимаемые при расчете балки по наклонным сечениям

20. Конструирование изгибаемых железобетонных элементов (плит, балок, ригелей).

Конструктивные особенности

Наиболее распространенные изгибаемые элементы железобетонных конструкций — плиты и балки. Балка­ми называют линейные элементы, длина которых l зна­чительно больше поперечных размеров h и b. Плитами называют плоские элементы, толщина которых h2 значи­тельно меньше длины 11 и ширины b1. Из плит и балок образуют многие железобетонные конструкции, чаще других — плоские перекрытия и покрытия, сборные и мо­нолитные, а также сборно-монолитные. Плиты в монолитных конструкциях делают толщиной 50... 100 мм, в сборных — меньшей толщины.

Плиты и балки могут быть однопролетными и много­пролетными . Такие плиты деформируются по­добно балочным конструкциям при различного рода нагрузках, если значение последних не изменяется в на­правлении, перпендикулярном пролету.

Армируют плиты сварными сетками. Сетки уклады­вают в плитах так, чтобы стержни их рабочей арматуры располагались вдоль пролета и воспринимали растяги­вающие усилия, возникающие в конструкции при изгибе под нагрузкой, в соответствии с эпюрами изгибающих моментов . Поэтому сетки в плитах разме­щаются понизу, а в многопролетных плитах — также и поверху, над промежуточными опорами.

Стержни рабочей арматуры принимают диаметром 3...10 мм, располагают их на расстоянии (с шагом) 100...200 мм одна от другого. Защитный слой бетона для рабочей арматуры принимают не менее 10 мм, в особо толстых плитах (толще 100 мм) — не менее 15 мм.

Поперечные стержни сеток (распределительную ар­матуру) устанавливают для обеспечения проектного положения рабочих стержней, уменьшения усадочных и температурных деформаций конструкций, распределения местного воздействия сосредоточенных нагрузок на большую площадь. Общее сечение поперечных стержней принимают не менее 10 % сечения рабочей арматуры, размещенной в месте наибольшего изгибающего момен­та; располагают их с шагом 250...300 мм, но не реже чем через 350 мм.

Железобетонные балки могут быть прямоугольного, таврового, двутаврового, трапециевидного сечения.

Высота балок h колеблется в широких пределах; она составляет 1/10...1/20 часть пролета в зависимости от на­грузки и типа конструкции. В целях унификации высоту балок назначают кратной 50 мм, если она не более 600 мм, и кратной 100 мм — при больших размерах, из которых предпочтительнее значения, кратные 100 мм до высоты 800 мм, затем высоты 1000, 1200 мм и далее крат­ные 300.

Ширину прямоугольных поперечных сечений bприни­мают в пределах (0,3...0,5) h, а именно значения 100, 120, 150, 200, 220, 250 мм и далее, кратные 50 мм, из которых предпочтительнее 150, 200 мм и далее кратные 100.

Для снижения расхода бетона ширину балок назна­чают наименьшей. В поперечном сечении балки рабочую арматуру размещают в растянутой зоне сечения в один или два ряда с такими зазорами, которые допускали бы плотную укладку бетона без пустот и каверн . Расстояние в свету между стержнями продольной арма­туры, ненапрягаемой или напрягаемой с натяжением на упоры, должно быть не менее наибольшего диаметра стержней, а для нижних горизонтальных (при бетониро­вании) и верхних стержней также не менее соответствен­но 25 и 30 мм. Если нижняя арматура расположена бо­лее чем в два ряда, то горизонтальное расстояние между стержнями в третьем (снизу) и выше расположенных рядах принимают не менее 50 мм.

Продольную рабочую арматуру в балках (как и в плитах) укладывают согласно эпюрам изгибающих моментов в растянутых зонах, где она должна воспри­нимать продольные растягивающие усилия, возникаю­щие при изгибе конструкции под действием нагрузок.

В железобетонных балках одновременно с изгибаю­щими моментами действуют поперечные силы, что вызы­вает необходимость устройства поперечной арматуры. Количество ее определяют расчетом и по конструктив­ным требованиям.

Продольную и поперечную арматуру объединяют в сварные каркасы, а при отсутствии сварочных машин— в вязаные.

21. Понятие о железобетоне как о комплексном строительном материале.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЯХ

1. Сущность железобетона. Железобетоном называет­ся строительный материал, в котором соединены в моно­литное целое бетон и сталь (арматура).

Идея создания железобетона из двух различных по своим механическим характеристикам материалов за­ключается в реальной возможности использования бето­на для работы на сжатие, а стали на растяжение.

Бетон, являясь искусственным камнем, сопротивляет­ся растяжению в 10—15 раз слабее, чем сжатию, что су­щественно ограничивает возможности его применения. Если, например, бетонную балку , свободно-лежащую на двух опорах, подвергнуть изгибу, то верх­ние волокна балки будут сжаты, а нижние растянуты. Поскольку бетон плохо сопротивляется растяжению, по­перечное сечение такой балки можно назначить только из условий работы бетона на растяжение, поэтому бе­тонная (неармированная) балка будет массивной и нера­циональной. Если же в растянутую зону ввести неболь­шое количество стали (1—2 % площади сечения бетона), то несущая способность балки повысится в 10—20 раз.

Совместная работа бетона и арматуры в железобетон­ных конструкциях оказалась возможной благодаря вы­годному сочетанию следующих свойств:

1) сцеплению (склеиванию) между бетоном и поверх­ностью арматуры, возникающему при твердении бетон­ной смеси;

2) близким по значению коэффициентам линейного расширения бетона и стали при t≤100°С, что исключает появление внутренних усилий, могущих нару­шить сцепление бетона с арматурой;

3) защищенности арматуры, заключенной в теле бе­тона, от коррозии и непосредственного воздействия огня.

Сегодня трудно найти такую область народного хо­зяйства, в которой при строительстве не применялся бы железобетон.

Преимущества железобетона: благодаря высоким фи­зико-механическим свойствам он оказывает значительное сопротивление статическим и динамическим нагрузкам, сейсмо- и виброустойчив, долговечен, огнестоек и хорошо сопротивляется атмосферным воздействиям. До 70—80 % массы железобетона составляют широко распространен­ные материалы (песок, гравий или щебень и вода);проч­ность бетона со временем не только не уменьшается, но может даже увеличиваться; железобетону легко могут быть приданы любые целесообразные конструктивные и архитектурные формы; эксплуатационные расходы по со­держанию и уходу за железобетонными конструкциями невелики.

К недостаткам железобетона относятся: сравнительно большая масса конструкций; повышенная тепло- и зву­копроводность; сложность производства работ, особенно в зимний период; потребность в квалифицированных кадрах, специальном оборудовании (при изготовлении сборных железобетонных конструкций в заводских усло­виях); возможность появления трещин до приложения эксплуатационной нагрузки вследствие усадки и ползу­чести бетона, а также по технологическим причинам.

Железобетон широко применяется в промышленном, жилищном и сельском строительстве, в гидротехнических, шахтных и горно-рудных сооружениях. Применяют же­лезобетон в машиностроении для изготовления станин и опорных частей тяжелых прессов и станков, в судострое­нии.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 2

Расчет стропильных ферм

Расчет фермы состоит из следующих этапов;

1) вычисление узловых нагрузок;

2) определение расчетных у сил и в стержнях;

3) подбор сечений стержней

4) расчет узловых соединение-Вычисление узловых нагрузок. Н;

стропильные фермы могут действовать вертикальные и горизонтальные на грузки. К вертикальным нагрузка» относятся: постоянная — от веса кровли, веса ферм со связями, веса прогонов и фонарей, веса подвесного потолка; временная длительная— от неподвижного технологического оборудования, подвешенного к фермам; временная кратковременная — от снега, подвижного технологического оборудования с перемещаемыми грузами. К горизонтальным относятся: нагрузка oт ветра, которая учитывается при уклонах кровель, больших 30°; нагрузка, возникающая от торможения подвесных кранов.

Основы конструирования ферм

При конструировании ферм, как и любых других конструкций, должны соблюдаться требования обеспечения принятой расчетной схемы, надежности работы, технологичности изготовления и монтажа. Для реализации принятой расчетной шарнирной схемы необходимо, чтобы продольные усилия во всех примыкающих к узлу стержнях сходились в одной точке. Для этого нужно, во-первых, центрировать осевые линии фермы в узлах и, во-вторых, совмещать с осевыми линиями линии, соединяющие центры тяжести сечений стержней. Если эти условия не удается выполнить при конструировании, то возникающие в узлах моменты должны быть учтены при расчете фермы. При конструировании узлов на фасонках соблюдаются следующие правила. Толщина фасонок назначается в зависимости от расчетных усилий в примыкающих стержнях решетки. Расстояния между краями элементов сварных ферм и поясов принимаются 6 — 20 мм, но не более 80 мм для уменьшения сварочных деформаций в фасонке. Размеры и очертания фасонок устанавливаются в зависимости от необходимых длин сварных швов, числа болтов или заклепок для прикрепления стержней в узлах. Очертания фасонок должны быть возможно более простыми (в виде прямоугольников или трапеций). При конструировании ферм со стержнями замкнутого сечения (из круглых труб, квадратных или прямоугольных гнуто-сварных замкнутых профилей) должна быть обеспечена герметизация внутренних полостей, не доступных для антикоррозионной защиты.

23. Плиты покрытия. Расчёт и конструирование.

Расчет и конструирование балочной плиты

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 3

В балочных плитах, характеризуемых отношением l2 : l1 ≥ 2, пренебрегают (в виду малости) изгибом в продольном направлении. Поэтому расчетная схема плиты принимается в виде многопролетной неразрезной балки прямоугольного сечения размером b × h = 100 см × hf (рис. 2.2) с пролетами вдоль короткой стороны плиты и полной нагрузкой численно равной нагрузке на 1 м2 плиты. При этом все промежуточные пролеты плиты принимаются равными расстоянию в свету между гранями второстепенных балок, а крайние – расстоянию между осью площадки опирания на стену и гранью первой второстепенной балки (рис. 2.2 а).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 4

Класс арматуры хомутов А240, диаметр dw ≥ 0,25 d = 0,25 ∙ 25 = 6,25 мм.

Принимаем dw = 8,0 мм. (Обратите внимание на наличие проката стержней требуемого диаметра!).

Каркас сварной, поэтому шаг хомутов sw ≤ 15 d = 375 мм, sw = smax = 350 мм.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Page 5

В условиях центрального (осевого) растяжения нахо­дятся затяжки арок, нижние пояса и нисходщие раско­сы ферм, стенки круглых в плане резервуаров для жид­костей и некоторые другие конструктивные элементы

Центрально-растянутые элементы проектируют, как правило, предварительно напряженными, что существенно повышает сопротивление образованию трещин в бетоне.

В условиях внецентренного растяжения находятся стенки резервуаров (бункеров), прямоугольных в плане, испытывающие внутреннее давление от содержимого, нижние пояса безраскосных ферм и некоторые другие элементы конструкций . Такие элементы одно­временно растягиваются продольной силой N и изгиба­ются моментом М, что равносильно внецентренному рас­тяжению усилием N c эксцентриситетом e0=M/N отно­сительно продольной оси элемента.

Расчет прочности центрально-растянутых элементов

Разрушение центрально-растянутых элементов проис­ходит после того, как в бетоне образуются сквозные тре­щины и он в этих местах выключается из работы, а в ар­матуре напряжения достигают предела текучести (если сталь имеет площадку текучести) или временного сопро­тивления. Несущая способность центрально-растянутого элемента обусловлена предельным сопротивлением арма­туры без участия бетона.

В соответствии с этим прочность центрально-растяну­тых элементов, в общем случае имеющих в составе сече­ния предварительно напрягаемую и ненапрягаемую ар­матуру с площадями сечения соответственно Asp и As, рассчитывают по условию

где γs6— коэффициент, учитывающий условия работы высокопрочной арматуры при напряжениях выше условного предела текучести, при­меняемый равным η.

Если применяется ненапрягаемая арматура с услов­ным пределом текучести, то вместо ysRs вводится расчет­ное напряжение σsd.

В элементах с напрягаемой арматурой без анкеров необходимо проверять прочность сечений элемента в пре­делах длины зоны передачи напряжений. Расчетное со­противление арматуры здесь принимают сниженным, определяя его умножением Rs на коэффициент

где 1Х — расстояние от начала зоны передачи напряжений до рассмат­риваемого сечения арматуры в пределах этой зоны; 1Р — полная дли­на зоны передачи напряжений, устанавливаемая по формуле (1.21).

Расчет прочности элементов симметричного сечения, внецентренио растянутых в плоскости симметрии

Предельное состояние по несущей способности эле­ментов любого симметричного сечения, внецентренио растянутых в плоскости симметрии, когда продольная сила N приложена между усилиями в арматуре S и S', характеризуется тем, что бетон в элементах пересечен сквозными поперечными трещинами. Поэтому в нормаль­ных сечениях, совпадающих с трещинами, внешнему уси­лию сопротивляется лишь продольная арматура. Разру­шение элемента наступает, когда напряжения в продоль­ной арматуре S и S' достигают предельного значения. Несущую способность проверяют по условиям:

Если продольная сила N находится за пределами расстояния между равнодействующими усилий в арма­туре S и S', предельное состояние по несущей способности внецентренно растянутых элементов сходно с пре­дельным состоянием изгибаемых элементов. Часть сечения у грани, более удаленной от силы N, сжата, противо­положная — растянута. Вследствие образования тре­щин в бетоне растянутой зоны сечения растягивающие усилия в трещинах воспринимаются только арматурой. Несущая способность элемента обусловлена предельным сопротивлением растяжению арматуры растянутой зоны, а также предельным сопротивлением сжатию бетона и арматуры сжатой зоны; при этом, если в сжатой зоне находится предварительно напрягаемая арматура, на­пряжения в ней принимают равным σsc которые опреде­ляют по формуле.

Несущую способность проверяют по условию

В уравнении (5.4) площадь сжатой зоны А'sp определя­ют по выражению

При расчете должно соблюдаться условие ξ = (x/h0) ≤ ξRВ противном случае принимают в формуле (5.4) ξ = ξR. Значение ξRопределяют по формуле.

В элементах прямоугольного профиля для проверки несущей способности формулу (5.4) преобразуют следу­ющим образом:

Следует помнить, что формула (5.6) справедлива, если ξ ≤ ξR

Для определения высоты сжатой зоны может быть использовано уравнение (5.5):

Для определения площади сечения арматуры Asp и А' при AS=A'S = 0 формулы (5.5) и (5,6) преобразуют следующим образом:

Здесь ξR и ат — коэффициенты. Если при этом значение A'sp по расчету получается отрицательным или меньше минимально допустимого, то сечение A's назначают по минимальному содержанию, арматуры В этом случае, а также когда сечение арматуры A'sp зада­но заранее по иным соображениям, сначала следует вы­числит

а затем по этому значениюнайти ξ и опреде­лить

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Предельное состояние - это... Что такое Предельное состояние?

Предельное состояние — состояние конструкции (сооружения), при котором она перестаёт удовлетворять эксплуатационным требованиям[1], то есть либо теряет способность сопротивляться внешним воздействиям, либо получает недопустимую деформацию или местное повреждение[2]. Дальнейшая эксплуатация такой конструкции недопустима или нецелесообразна[3].

Содержание

  • 1 Группы
  • 2 Метод предельных состояний
  • 3 Примечания
  • 4 Литература

Группы

Предельные состояния сооружений по степени возможных последствий[4] подразделяют[2][5] следующим образом:

  • первая группа — состояния, при которых происходит исчерпание несущей способности (прочность, устойчивость или выносливость) сооружений при соответствующих комбинациях нагрузок[6], которые могут также сопровождаться разрушениями любого вида (вязкое, усталостное, хрупкое), превращением системы в механизм, образованием трещин, цепи пластических шарниров и др.[4]
  • вторая группа — состояния, при которых нарушается нормальная эксплуатация сооружений или исчерпывается ресурс их долговечности вследствие появления недопустимых деформаций, колебаний и иных нарушений, требующих временной приостановки эксплуатации сооружения и выполнения его ремонта[4].

Выделяют[5] также следующие группы предельных состояний:

  • аварийное предельное состояние, соответствующее разрушению сооружений при аварийных воздействиях и ситуациях с катастрофическими последствиями;
  • устанавливаемые в нормах или заданиях на проектирование другие предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию строительных объектов.

Метод предельных состояний

Основная статья: Метод предельных состояний

Метод предельных состояний — современный метод расчёта строительный конструкций, относящийся к полувероятностным методам[4].

В соответствии с методом расчёта по предельным состояниям вместо ранее применявшегося единого коэффициента запаса прочности (по методу допускаемых напряжений) используется несколько, учитывающих особенности работы сооружения[7], независимых коэффициентов, каждый из которых имеет определённый вклад в обеспечение надёжности конструкции и гарантии от возникновения предельного состояния[8].

Метод предельных состояний, разработанный в СССР и основанный на исследованиях под руководством профессора Н. С. Стрелецкого[4], введён строительными нормами и правилами в 1955 году[8] и в Российской Федерации является основным методом при расчёте строительных конструкций[1].

Этот метод характеризуется полнотой оценки несущей способности и надёжности конструкций благодаря учёту[8]:

  • вероятностных свойств действующих на конструкции нагрузок и сопротивлений этим нагрузкам;
  • особенностей работы отдельных видов конструкций;
  • пластических свойств материалов.

Расчёт конструкции по методу предельных состояний должен гарантировать ненаступление предельного состояния[4].

Примечания

  1. ↑ 1 2 Большой Энциклопедический словарь. 2000.
  2. ↑ 1 2 Муханов К. К. Металлические конструкции. — Москва: Стройиздат, 1978. — 572 с.
  3. ↑ Строительный словарь. Академик.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Москалёв Н. С., Пронозин Я. А. Металлические конструкции. — Москва: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. — 344 с.
  5. ↑ 1 2 Проект нового СНиП «Надежность строительных конструкций и оснований». ГОСТы, СНиПы, СанПиНы — Нормативные документы — стандарты.
  6. ↑ Т. В. Луцко Введение норм на проектирование и расчет крановых металлоконструкций // Современное промышленное и гражданское строительство, 2006, т. 2, № 1. С. 39—42.
  7. ↑ А. С. Субботин, В. А. Хаустов Расчёт элементов строительных конструкции, подверженных различным видам деформации // http://hva.rshu.ru/
  8. ↑ 1 2 3 Предельное состояние. Большая Советская Энциклопедия.

  • Москалёв Н. С., Пронозин Я. А. Металлические конструкции. — Москва: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2007. — 344 с.
  • Муханов К. К. Металлические конструкции. — Москва: Стройиздат, 1978. — 572 с.

Две группы предельных состояний, их учет при расчете строительных конструкций

Предельными называются такие состояния, при наступлении ко­торых конструкция перестаёт удовлетворять предъявляемым к ней требованиям, т. е. она теряет способность сопротивляться внешним нагрузкам или получает недопустимые перемещения либо местные повреждения.

Причинами наступления в строительных конструкциях предель­ных состояний могут быть перегрузки, невысокое качество матери­алов, из которых они изготовлены, и другое.

Основное отличие рассматриваемого метода от прежних методов расчёта (расчет по допускаемым напряжениям) в том, что здесь чётко устанавливаются предельные состоя­ния конструкций и вместо единого коэффициента запаса прочности k в расчёт вводится система расчётных коэффициентов, гарантиру­ющих конструкцию с определённой обеспеченностью от наступления этих состояний при самых неблагоприяных (но реально возможных) условиях. В настоящее время этот метод расчета принят в качестве основного официального.

Железобетонные конструкции могут потерять необходимые эксплуатационные качества по одной из двух причин:

1. в результате исчерпания несущей способности (разрушение материала в наиболее нагруженных сечениях, потери устойчивости отдельных элементов или всей конструкцией в целом);

2. в следствии чрезмерных деформаций (прогибов, колебаний, осадок), а также из-за образования трещин или чрезмерного их раскрытия.

В соответствии с указанными двумя причинами, которые могут вызвать потерю эксплуатационных качеств конструкций, нормами установлены две группы их предельных состояний:

- по несущей способности (первая группа);

- по пригодности к нормальней эксплуатации (вторая группа).

Задачей расчёта является предотвращение наступления в рас­сматриваемой конструкции любого предельного состояния в период изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации.

Расчёты по предельным состояниям первой группы должны обеспечивать в период эксплуатации конструкции и для других ста­дий работы её прочность, устойчивость формы, устойчивость по­ложения, выносливость и др.

Расчёты по предельным состояниям второй группы выполняют, чтобы предотвратить в период эксплуатации конструкции и на дру­гих стадиях её работы чрезмерное по ширине раскрытие трещин, приводящее к преждевременной коррозии арматуры, или их образованиие, а также чрезмерные перемещения.

4. Расчётные факторы

Это нагрузки и механические характеристики материалов (бетона и арматуры). Они обладают статистической изменчивостью или раз­бросом значений. В расчётах по предельным состояниям учитывают (в неявной форме) изменчивость нагрузок и механических характе­ристик материалов, а также различные неблагоприятные или благо­приятные условия работы бетона и арматуры, условия изготовления и эксплуатации элементов зданий и сооружений.

Нагрузки, механические характеристики материалов и расчёт­ные коэффициенты нормированы. При проектировании железобе­тонных конструкций значения нагрузок, сопротивлений бетона и ар­матуры устанавливают по главам СНиП 2.01.07-85* и СП 52-101-2003.

2. Расчет элементов стальных конструкций по первой группе предельных состояний. Основные этапы (несущая способность)

Расчет по первой группе предельных состояний выполняется в общем случае для всех этапов работы конструкции и элементов: изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации. Расчет должен гарантировать сохранение несущей способности конструкции с учетом возможной изменчивости нагрузок в большую сторону и прочностных характеристик материалов в меньшую сторону.

Несущая способность сечения будет обеспечена при выполнении условия:

Fmax( qn; γf) ≤ Fmin( S; Rbn; 1/γb; γbiRsn;1/γs; γsi)

где Fmax – максимальное расчетное усилие в сечении от силовых воздействий в самой невыгодной комбинации (функция нормативной нагрузкиqn, коэффициента надежности по нагрузкеγf, других факторов);

Fmin – наименьшая возможная величина несущей способности элемента (функция геометрических характеристик сеченияS, прочности материаловRbn ,Rsn, коэффициентов надежности по материалуγb,γs , коэффициентов условий работы материаловγbi,γsi.

Физический смысл данного выражения заключается в том, что максимально возможное усилие в сечении элемента должно быть меньше или, в крайнем случае, равно минимально возможной несущей способности сечения.

Дата добавления: 2017-05-18; просмотров: 901; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:


Смотрите также