Dvije skupine graničnih stanja. Proračun presjeka na temelju graničnih stanja Formula za proračun opterećenja na temelju drugog graničnog stanja

Odjeljci stranice

Izbor urednika:

Oglašavanje

Dom - Klima

Građevinske konstrukcije moraju, prije svega, imati dovoljnu pouzdanost - odnosno sposobnost obavljanja određenih funkcija u odgovarajućim uvjetima u određenom vremenskom razdoblju. Prestanak izvedbe barem jedne od predviđenih funkcija građevne konstrukcije naziva se kvar.

Dakle, neuspjeh se shvaća kao mogućnost pojave takvog slučajnog događaja, čiji su rezultat društveni ili ekonomski gubici. Smatra se da konstrukcija u trenutku prije kvara prelazi u granično stanje.

Granična stanja su ona stanja pri čijem nastupu konstrukcija prestaje zadovoljavati zahtjeve koji se pred nju postavljaju, odnosno gubi sposobnost otpora vanjskim opterećenjima ili prima neprihvatljiva pomicanja ili lokalna oštećenja.

Razlozi za nastanak in građevinske strukture granična stanja mogu biti preopterećenja, loša kvaliteta materijala od kojih su izrađeni i drugo.

Glavna razlika između metode koja se razmatra i dosadašnjih metoda proračuna (proračun na temelju dopuštenih naprezanja) je u tome što su ovdje jasno utvrđena granična stanja konstrukcija i umjesto jednog faktora sigurnosti k U proračun se uvodi sustav proračunskih koeficijenata koji jamče projektiranje s određenom sigurnošću od nastupa ovih stanja u najnepovoljnijim (ali realno mogućim) uvjetima. Trenutno je ova metoda izračuna prihvaćena kao glavna službena.

Armiranobetonske konstrukcije mogu izgubiti potrebne kvalitete izvedbe iz jednog od dva razloga:

1. Kao rezultat iscrpljenosti nosivosti (razaranje materijala u najopterećenijim dionicama, gubitak stabilnosti pojedinih elemenata ili cijele konstrukcije u cjelini);

2. Zbog prevelikih deformacija (ugibi, vibracije, slijeganja), kao i zbog stvaranja pukotina ili njihovog prekomjernog otvaranja.

U skladu s ova dva razloga, koji mogu uzrokovati gubitak izvedbenih svojstava konstrukcija, norme utvrđuju dvije skupine njihovih graničnih stanja:

Po nosivosti (prva skupina);

Prema prikladnosti za normalnu uporabu (druga skupina).

Svrha proračuna je spriječiti pojavu bilo kakvog graničnog stanja u konstrukciji koja se razmatra tijekom razdoblja proizvodnje, transporta, ugradnje i rada.

Proračuni za granična stanja prve skupine moraju osigurati tijekom rada konstrukcije i za ostale faze rada njezinu čvrstoću, stabilnost oblika, stabilnost položaja, izdržljivost itd.

Proračuni za granična stanja druge skupine provode se kako bi se spriječilo prekomjerno otvaranje pukotina tijekom rada konstrukcije iu drugim fazama njezina rada, što dovodi do preuranjene korozije armature ili njihovog stvaranja, kao i prekomjernih pomaka.

Faktori izračuna

To su opterećenja i mehaničke karakteristike materijala (beton i armatura). Imaju statističku varijabilnost ili širenje vrijednosti. U proračunima za granična stanja uzimaju u obzir (implicitno) promjenjivost opterećenja i mehaničkih svojstava materijala, kao i razne nepovoljne ili povoljne radne uvjete za beton i armaturu, uvjete za izradu i rad elemenata zgrada i konstrukcija.

Opterećenja, mehaničke karakteristike materijala i proračunski koeficijenti su normalizirani. Pri projektiranju armiranobetonskih konstrukcija, vrijednosti opterećenja, otpornosti betona i armature utvrđuju se prema poglavljima SNiP 2.01.07-85* i SP 52-101-2003.

Klasifikacija tereta. Standardna i proračunska opterećenja

Opterećenja i utjecaji na zgrade i građevine, ovisno o trajanju njihova djelovanja, dijele se na trajna i privremena. Potonji se pak dijele na dugoročne, kratkoročne i posebne.

su težina nosivih i zapornih konstrukcija zgrada i građevina, težina i pritisak tla, učinak prednaprezanja armiranobetonske konstrukcije.

uključuju: težinu stacionarne opreme na podovima - strojeva, aparata, motora, kontejnera itd.; tlak plinova, tekućina, zrnatih tijela u posudama; opterećenja podova od uskladištenih materijala i opreme za regale u skladišta, hladnjače, žitnice, spremišta knjiga, arhivi i slični prostori; temperaturni tehnološki utjecaji stacionarne opreme; težina vodenog sloja na ravnim površinama ispunjenim vodom itd.

To uključuje: težinu ljudi, materijale za popravak u područjima održavanja i popravka opreme, opterećenja snijega s punom standardnom vrijednošću, opterećenja vjetrom, opterećenja koja nastaju tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje konstrukcijskih elemenata i neke druge.

uključuju: seizmičke i eksplozivne utjecaje; opterećenja uzrokovana iznenadnim poremećajima u tehnološkom procesu, privremenim kvarom ili kvarom opreme i sl.

Opterećenja u skladu sa SNiP 2.01.07-85 * također su podijeljena na standardne i dizajn.

Standardna opterećenja ili udari nazivaju se ona koja su po veličini blizu najveće moguće tijekom normalnog rada zgrada i građevina. Njihove vrijednosti navedene su u standardima.

Promjenljivost opterećenja u nepovoljnom smjeru ocjenjuje se koeficijentom pouzdanosti opterećenja γf.

Izračunata vrijednost opterećenja g za proračun čvrstoće ili stabilnosti konstrukcije određuje se množenjem standardne vrijednosti g str koeficijentom γ f, obično većim od 1

Vrijednosti se razlikuju ovisno o prirodi opterećenja i njihovoj veličini. Tako, na primjer, kada se uzme u obzir vlastita težina betonskih i armiranobetonskih konstrukcija = 1,1; kada se uzme u obzir vlastita težina raznih estriha, zasipa, izolacija, izvedenih u tvornici, = 1,2, a na gradilištu = 1,3. Treba uzeti faktore pouzdanosti opterećenja za ravnomjerno raspoređena opterećenja:

1.3 - s punom standardnom vrijednošću manjom od 2 kPa (2 kN/m2);

1.2 - s punom standardnom vrijednošću od 2 kPa (2 kN/m2) ili više. Koeficijent pouzdanosti opterećenja za vlastitu težinu pri proračunu konstrukcije za stabilnost položaja protiv plutanja, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava radne uvjete konstrukcije, uzima se jednakim 0,9.

Proračuni za granična stanja druge skupine provode se korištenjem standardnih opterećenja ili proračunatih uz γ f = 1.

Zgrade i građevine podložne su istodobnom djelovanju različitih opterećenja. Stoga se proračun zgrade ili strukture u cjelini ili njezinih pojedinačnih elemenata mora provesti uzimajući u obzir najnepovoljnije kombinacije ovih opterećenja ili sila uzrokovanih njima. Nepovoljno, ali stvarno moguće kombinacije opterećenja tijekom projektiranja odabiru se u skladu s preporukama SNiP 2.01.07-85 *.

Ovisno o sastavu opterećenja koja se uzimaju u obzir, razlikuju se kombinacije:

- Osnovni, temeljni, uključujući trajna, dugotrajna i kratkotrajna opterećenja

T = ΣT post + ψ 1 ΣT trajanje + ψ 2 ΣT višestruko,

gdje je T = M, T, Q;

ψ - koeficijent kombinacije (ako se uzme u obzir 1 kratkotrajno opterećenje, tada je ψ 1 = ψ 2 = 1,0, ako kombinacija uključuje 2 ili više kratkotrajnih opterećenja, tada je ψ 1 = 0,95, ψ 2 = 0,9);

- poseban, uključujući uz stalna, dugotrajna i kratkotrajna opterećenja, posebno opterećenje (ψ 1 = 0,95, ψ 2 = 0,80).

BAZNI BLOK I TEMELJI

proračuni temeljeni na graničnim stanjima

Principi proračuna temelja na temelju graničnih stanja (I i II).

1 granično stanje– osiguranje uvjeta za nemogućnost gubitka nosivosti, stabilnosti i oblika.

2 granično stanje– osiguranje prikladnosti za normalan rad zgrada i građevina uz sprječavanje deformacija izvan standarda (nema gubitka stabilnosti).

Proračuni se uvijek provode prema 1 PS, a prema 2 (za otpornost na pukotine) - samo za fleksibilne temelje (traka, ploča).

Za 1 PS izračuni se provode ako:

1) značajno vodoravno opterećenje prenosi se na podlogu.

2) temelj se nalazi na kosini ili blizu nje, ili je temelj sastavljen od velikih ploča tla koje padaju.

3) podloga se sastoji od sporo zbijajućih, vodom zasićenih muljevito-ilovastih tla s indeksom zasićenosti vodom S r ≥ 0,8 i točkom konsolidacije s y ≤10 7 cm 2 /god - čvrstoća skeleta tla pri neutralnom tlaku.

4) podloga je sastavljena od kamenitog tla.

Projektni uvjet za 1 trafostanicu:

F u – krajnja sila otpora podloge,

γ s = 0,8..1,0 – skup radnih uvjeta temelja tla,

γ n = 1.1..1.2 – faktor pouzdanosti, ovisi o namjeni građevine.

2 PS - uvijek se provodi.

S ≤ Ne– procijenjeni ulov (na P ≤ R), gdje je P tlak ispod baze temelja.

R – proračunski otpor tla.

Suština metode

Metoda proračuna konstrukcija na temelju graničnih stanja daljnji je razvoj metode proračuna na temelju razornih sila. Pri proračunu ovom metodom jasno se utvrđuju granična stanja konstrukcija i uvodi sustav proračunskih koeficijenata koji jamče konstrukciju od pojave tih stanja pri najnepovoljnijim kombinacijama opterećenja i pri najmanjim vrijednostima karakteristike čvrstoće materijala.

Faze razaranja, ali sigurnost konstrukcije pod opterećenjem ne ocjenjuje se jednim sintetizirajućim faktorom sigurnosti, već sustavom proračunskih koeficijenata. Nešto su ekonomičnije konstrukcije projektirane i proračunate metodom graničnog stanja.

2. Dvije skupine graničnih stanja

Graničnima se smatraju ona stanja u kojima konstrukcije više ne zadovoljavaju zahtjeve koji su pred njih postavljeni tijekom rada, tj. gube sposobnost otpora vanjskim opterećenjima i utjecajima ili primaju neprihvatljiva pomicanja ili lokalna oštećenja.

Armiranobetonske konstrukcije moraju zadovoljiti zahtjeve proračuna za dvije skupine graničnih stanja: za nosivost - prva skupina graničnih stanja; u pogledu pogodnosti za normalan pogon – druga skupina graničnih stanja.

Proračun na temelju graničnih stanja prve skupine provodi se kako bi se spriječilo:

Krhki, viskozni ili drugi tip sloma (proračun čvrstoće uzimajući u obzir, ako je potrebno, deformaciju konstrukcije prije sloma);

gubitak stabilnosti oblika konstrukcije (proračun stabilnosti tankostijenih konstrukcija i sl.) ili njezina položaja (proračun na prevrtanje i klizanje). potporni zidovi, ekscentrično opterećeni visoki temelji; proračun za uspon ukopanih odn podzemni spremnici i tako dalje.);

slom uslijed zamora (proračun izdržljivosti konstrukcija pod utjecajem opetovanih pokretnih ili pulsirajućih opterećenja: kranske grede, pragovi, okvirni temelji i podovi za neuravnotežene strojeve itd.);

razaranja od kombiniranog utjecaja faktora sile i nepovoljnih utjecaja vanjsko okruženje(periodično ili stalno izlaganje agresivnoj okolini, naizmjenično smrzavanje i odmrzavanje itd.).

Proračuni temeljeni na graničnim stanjima druge skupine provode se kako bi se spriječilo:

stvaranje prekomjernog ili produljenog otvaranja pukotina (ako je prema radnim uvjetima dopušteno stvaranje ili produljeno otvaranje pukotina);

prekomjerni pokreti (otkloni, kutovi rotacije, kutovi nagiba i amplitude vibracija).

Proračun graničnih stanja konstrukcije u cjelini, kao i njenih pojedinačnih elemenata ili dijelova, provodi se za sve faze: proizvodnja, transport, montaža i rad; pri čemu sheme dizajna mora u skladu s prihvaćenim konstruktivna rješenja i svaka od navedenih faza.

3. Faktori izračuna

Čimbenici proračuna - opterećenja i mehaničke karakteristike betona i armature (vlačna čvrstoća, granica razvlačenja) - imaju statističku varijabilnost (raspršenost vrijednosti). Opterećenja i udari mogu se razlikovati od navedene vjerojatnosti prekoračenja prosječnih vrijednosti, a mehanička svojstva materijala mogu se razlikovati od navedene vjerojatnosti smanjenja prosječnih vrijednosti. Proračuni za granična stanja uzimaju u obzir statističku varijabilnost opterećenja i mehaničkih svojstava materijala, faktore nestatističke prirode i razne nepovoljne ili povoljne fizikalne, kemijske i mehaničke uvjete za rad betona i armature, proizvodnju i rad elemenata zgrada i građevina. Opterećenja, mehaničke karakteristike materijala i proračunski koeficijenti su normalizirani.

Vrijednosti opterećenja, otpornosti betona i armature utvrđuju se prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i udari" i "Betonske i armiranobetonske konstrukcije".

4. Klasifikacija tereta. Standardna i proračunska opterećenja

Ovisno o trajanju djelovanja opterećenja se dijele na trajna i privremena. Privremena opterećenja se pak dijele na dugotrajna, kratkotrajna i posebna.

Opterećenja od težine nosivih i zapornih konstrukcija zgrada i građevina, mase i tlaka tla te utjecaja prednaprezanja armiranobetonskih konstrukcija su konstantna.

Dugotrajna opterećenja uzrokovana su težinom stacionarne opreme na podovima - strojeva, aparata, motora, spremnika itd.; tlak plinova, tekućina, zrnatih tijela u posudama; tereti u skladištima, hladnjačama, arhivima, knjižnicama i sličnim zgradama i objektima; dio živog opterećenja utvrđen normama u stambene zgrade, službeni i kućanske prostorije; dugoročni temperaturni tehnološki učinci stacionarne opreme; tereti s jedne obješene ili jedne mostna dizalica, pomnoženo faktorima: 0,5 za dizalice srednjeg opterećenja i 0,7 za dizalice teškog opterećenja; opterećenja snijegom za III-IV klimatske regije s koeficijentima od 0,3-0,6. Navedene vrijednosti dizalica, neke privremene i opterećenja snijegomčine dio njihove pune vrijednosti i uključeni su u proračun kada se uzme u obzir trajanje djelovanja opterećenja ovih vrsta na pomak, deformaciju i stvaranje pukotina. Pune vrijednosti Ova opterećenja se klasificiraju kao kratkoročna.

Kratkotrajna opterećenja uzrokovana su težinom ljudi, dijelova, materijala u prostorima za održavanje i popravke opreme - prolazima i drugim prostorima slobodnim od opreme; dio opterećenja na podove stambenih i javne zgrade; opterećenja koja nastaju tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje konstrukcijskih elemenata; opterećenja od nadzemnih i nadzemnih dizalica koje se koriste u izgradnji ili radu zgrada i građevina; snijeg i opterećenja vjetrom; temperatura klimatski utjecaji.

Posebna opterećenja su: seizmički i eksplozivni udari; opterećenja uzrokovana kvarom ili kvarom opreme i iznenadnim prekidom tehnološki proces(na primjer, s oštrim povećanjem ili padom temperature, itd.); izloženost nejednakim deformacijama podloge, praćene radikalnom promjenom strukture tla (na primjer, deformacija slijeganja tla tijekom natapanja ili permafrost tla tijekom odmrzavanja), itd.

Standardna opterećenja utvrđuju se standardima na temelju unaprijed određene vjerojatnosti prekoračenja prosječnih vrijednosti ili na temelju nominalnih vrijednosti. Standardna trajna opterećenja uzimaju se na temelju proračunskih vrijednosti geometrijskih i konstrukcijskih parametara i prosječnih vrijednosti gustoće. Standardna privremena tehnološka i instalacijska opterećenja postavljaju se na najveće vrijednosti predviđene za normalan rad; snijeg i vjetar - prema prosjeku godišnjih nepovoljnih vrijednosti ili prema nepovoljnim vrijednostima koje odgovaraju određenom prosječnom razdoblju njihovog ponavljanja.

Proračunska opterećenja za proračun čvrstoće i stabilnosti konstrukcija određuju se množenjem standardnog opterećenja s faktorom sigurnosti opterećenja Vf, obično većim od jedan, na primjer g=gnyf. Faktor pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; na težinu konstrukcija od betona s lakim agregatima (sa srednje gustoće 1800 kg/m3 ili manje) i razni estrisi, zasipi, izolacijski materijali izrađeni u tvornici, Yf = l,2, tijekom ugradnje yf = \,3; od raznih privremenih opterećenja ovisno o njihovoj vrijednosti yf = it 2...1.4. Koeficijent preopterećenja od težine konstrukcija pri proračunu stabilnosti položaja protiv lebdenja, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava radne uvjete konstrukcije, uzima se 7f = 0,9. Pri proračunu konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja množe se s faktorom 0,8. Projektirana opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu skupinu graničnih stanja) uzimaju se jednake standardnim vrijednostima s koeficijentom Yf -1-

Kombinacija opterećenja. Konstrukcije moraju biti projektirane za različite kombinacije opterećenja ili odgovarajućih sila ako se proračun provodi pomoću neelastične sheme. Ovisno o sastavu opterećenja koja se uzimaju u obzir, razlikuju se sljedeće: glavne kombinacije, koje se sastoje od stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja ili sila od niskonaponskih opterećenja; posebne kombinacije koje se sastoje od stalnih, dugotrajnih, eventualno kratkotrajnih i jednog od posebnih opterećenja ili napora iz njih.

Razmatraju se sve skupine osnovnih kombinacija opterećenja. Pri proračunu konstrukcija za glavne kombinacije prve skupine uzimaju se u obzir konstantna, dugotrajna i jedno kratkotrajno opterećenje; Pri proračunu konstrukcija za glavne kombinacije druge skupine uzimaju se u obzir konstantna, dugotrajna i dva (ili više) kratkoročna opterećenja; dok su vrijednosti kratkoročne

opterećenja ili odgovarajući napori moraju se pomnožiti s koeficijentom kombinacije jednakim 0,9.

Pri proračunu konstrukcija za posebne kombinacije, vrijednosti kratkotrajnih opterećenja ili odgovarajućih sila moraju se pomnožiti s faktorom kombinacije jednakim 0,8, osim u slučajevima navedenim u standardima projektiranja zgrada i građevina u seizmičkim područjima.

Norme također dopuštaju smanjenje privremenih opterećenja pri proračunu greda i poprečnih šipki, ovisno o površini opterećenog poda.

5. Stupanj odgovornosti zgrada i građevina

Stupanj odgovornosti zgrada i građevina kada građevine dostignu granična stanja određen je visinom materijalne i društvene štete. Pri projektiranju konstrukcija treba uzeti u obzir koeficijent pouzdanosti za potrebe jedinstvenog poduzeća, čija vrijednost ovisi o klasi odgovornosti zgrada ili građevina. Maksimalne vrijednosti nosivosti, proračunske vrijednosti otpora, maksimalne vrijednosti deformacija, otvora pukotina treba podijeliti s koeficijentom pouzdanosti za predviđenu namjenu, odnosno izračunate vrijednosti opterećenja, sila ili ostale utjecaje treba pomnožiti s ovim koeficijentom.

Eksperimentalna istraživanja provedena u tvornicama prefabriciranih armiranobetonskih proizvoda pokazala su da je za teške betone i betone na poroznim agregatima koeficijent varijacije V ~ 0,135, što je prihvaćeno u standardima.

U matematičkoj statistici, koristeći pa ili ni, procjenjuje se vjerojatnost ponavljanja vrijednosti privremenog otpora manjeg od B. Ako uzmemo x = 1,64, tada je vjerojatno ponavljanje vrijednosti<В не более чем у 5 % (и значения В не менее чем у 95 %) испытанных образцов. При этом достигается нормированная обеспеченность не менее 0,95.

Pri praćenju klase betona za aksijalnu vlačnu čvrstoću uzima se standardna otpornost betona na aksijalni vlačni Rbtn koja je jednaka njegovoj zajamčenoj čvrstoći (klasi). aksijalna napetost.

Proračunski otpori betona za proračune za prvu skupinu graničnih stanja određuju se dijeljenjem standardnih otpora s odgovarajućim koeficijentima pouzdanosti za beton na tlak yc = 1,3 prn, na vlak ^ = 1,5, a pri praćenju vlačne čvrstoće yy = \,3 . Proračunska otpornost betona na aksijalni pritisak

Izračunata tlačna čvrstoća teškog betona klasa B50, B55, B60 pomnožena je s koeficijentima koji uzimaju u obzir osobitost mehaničkih svojstava betona visoke čvrstoće (smanjenje deformacija puzanja), odnosno jednakih 0,95; 0,925 i 0,9.

Izračunate vrijednosti otpora betona sa zaokruživanjem date su u prilogu. ja

Pri proračunu konstrukcijskih elemenata proračunski otpori betona Rb i Rbt smanjuju se, au nekim slučajevima povećavaju množenjem s odgovarajućim koeficijentima radnih uvjeta betona uc, uzimajući u obzir karakteristike svojstava betona: trajanje opterećenje i njegovo opetovano ponavljanje; uvjeti, priroda i stupanj rada građevine; način njegove proizvodnje, dimenzije presjeka itd.

Računski otpor armature Rsc na pritisak, koji se koristi u proračunu konstrukcija za prvu skupinu graničnih stanja, kada je armatura vezana za beton, uzima se jednak odgovarajućem proračunskom otporu armature na vlak Rs, ali ne više od 400 MPa (na temelju krajnje stišljivosti betonske kade). Pri proračunu konstrukcija za koje se pretpostavlja proračunska otpornost betona pri dugotrajnom djelovanju opterećenja, uzimajući u obzir koeficijent radnih uvjeta y&2

Pri proračunu konstrukcijskih elemenata proračunski otpori armature se smanjuju ili, u nekim slučajevima, povećavaju množenjem s odgovarajućim koeficijentima radnih uvjeta ySi, uzimajući u obzir mogućnost nepotpune upotrebe njezinih karakteristika čvrstoće zbog neravnomjerne raspodjele naprezanja u presjek, niska čvrstoća betona, uvjeti sidrenja i prisutnost zavoja, priroda vlačnog dijagrama čelika, promjene njegovih svojstava ovisno o radnim uvjetima konstrukcije itd.

Pri proračunu elemenata pod djelovanjem poprečne sile proračunski otpor poprečne armature smanjuje se uvođenjem koeficijenta radnih uvjeta -um^OD, koji uzima u obzir neravnomjernu raspodjelu naprezanja u armaturi po duljini nagnutog presjeka. Osim toga, za zavarenu poprečnu armaturu od žice klase BP-I i šipke armature klase A-III uveden je koeficijent Vs2 = 0,9, uzimajući u obzir mogućnost krhkog sloma zavarenog spoja stezaljki. Vrijednosti izračunatih otpora poprečne armature pri proračunu za poprečnu silu Rsw, uzimajući u obzir koeficijente yst, dane su u tablici. 1. i 2. prid. V.

Osim toga, izračunate otpore Rs, Rsc i Rsw treba pomnožiti s koeficijentima radnih uvjeta: Ys3, 7*4 - s ponovljenom primjenom opterećenja (vidi Poglavlje VIII); ysb^lx/lp ili zʺ~1h/1ap - u zoni prijenosa naprezanja i u zoni sidrenja neprednapregnute armature bez sidara; 7^6 - tijekom rada armature visoke čvrstoće pri naprezanjima iznad nazivne granice razvlačenja (7o.2.

Proračunski otpori armature za proračune za drugu skupinu graničnih stanja postavljeni su na faktor pouzdanosti za armaturu 7s = 1, tj. uzimaju se jednake standardnim vrijednostima Rs,ser=Rsn i uključene su u izračun s koeficijentom radnih uvjeta armature

Otpornost armiranobetonske konstrukcije na pukotine je njezina otpornost na stvaranje pukotina u I. stupnju napregnuto-deformiranog stanja ili otpornost na otvaranje pukotine u II. stupnju napregnuto-deformacijskog stanja.

Pri proračunu se postavljaju različiti zahtjevi za otpornost na pukotine armiranobetonske konstrukcije ili njezinih dijelova, ovisno o vrsti upotrijebljene armature. Ovi se zahtjevi odnose na normalne pukotine i pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa i dijele se u tri kategorije:

Otvaranje pukotina pri stalnim, dugotrajnim i kratkotrajnim opterećenjima smatra se kratkotrajnim; Dugotrajnim se smatra otvaranje pukotina pod djelovanjem samo stalnih i dugotrajnih opterećenja. Najveća širina otvora pukotine (isgs\ - kratkotrajno i asgs2 dugotrajno), koja osigurava normalan rad zgrada, otpornost armature na koroziju i trajnost konstrukcije, ovisno o zahtjevima kategorije otpornosti na pukotine, ne smije biti veća od 0,05- 0,4 mm (Tablica II .2).

Prednapeti elementi pod tlakom tekućine ili plina (spremnici, tlačne cijevi itd.), s potpuno rastegnutim presjekom s armaturom od šipke ili žice, kao i s djelomično stisnutim presjekom s armaturom od žice promjera 3 mm ili manje, moraju ispunjavati zahtjevi prve kategorije. Ostali prednapeti elementi, ovisno o konstrukcijskim uvjetima i vrsti armature, moraju ispunjavati zahtjeve druge ili treće kategorije.

Postupak uzimanja u obzir opterećenja pri proračunu otpornosti na pukotine ovisi o kategoriji zahtjeva za otpornost na pukotine: za zahtjeve prve kategorije proračun se provodi prema proračunskim opterećenjima s faktorom sigurnosti za opterećenje yf>l (kao u proračuni čvrstoće); za zahtjeve druge i treće kategorije, proračun se provodi pod djelovanjem opterećenja s koeficijentom V/=b. Proračun za stvaranje pukotina za utvrđivanje potrebe za provjerom kratkotrajnog otvaranja pukotina; za zahtjeve druge kategorije, proračun se provodi za djelovanje proračunskih opterećenja s koeficijentom yf>U; proračun za stvaranje pukotina za određivanje potrebe Ispitivanja otvaranja pukotina prema zahtjevima treće kategorije provode se pod djelovanjem opterećenja s koeficijentom Y/-1. Pri proračunu otpornosti na pukotine uzima se u obzir zajedničko djelovanje svih opterećenja, osim posebnih. Posebna opterećenja se uzimaju u obzir u proračunu stvaranja pukotina u slučajevima kada pukotine dovode do katastrofalne situacije. Proračun za zatvaranje pukotina prema zahtjevima druge kategorije provodi se pod djelovanjem stalnih i dugotrajnih opterećenja s koeficijentom y / - 1. Postupak uzimanja u obzir opterećenja dan je u tablici. P.Z. Na krajnjim presjecima prednapetih elemenata unutar duljine zone prijenosa naprezanja s armature na beton 1P nije dopušteno stvaranje pukotina pod zajedničkim djelovanjem svih opterećenja (osim posebnih) uvedenih u proračun s koeficijentom Y/ = L. OVAJ zahtjev je uzrokovan činjenicom da prerano stvaranje pukotina u betonu na krajnjim dijelovima elemenata - može dovesti do izvlačenja armature iz betona pod opterećenjem i naglog razaranja.

sve veći otkloni. Utjecaj ovih pukotina uzima se u obzir u konstrukcijskim proračunima. Za elemente koji rade u uvjetima ponovljenih ponovljenih opterećenja i projektiranih za izdržljivost, stvaranje takvih pukotina nije dopušteno.

Granična stanja prve skupine. Proračuni čvrstoće temelje se na stupnju III stanja naprezanja i deformacije. Presjek konstrukcije ima potrebnu čvrstoću ako sile od proračunskih opterećenja ne prelaze sile koje percipira presjek pri proračunskom otporu materijala, uzimajući u obzir koeficijent radnih uvjeta. Sila od proračunskih opterećenja T (na primjer, moment savijanja ili uzdužna sila) je funkcija standardnih opterećenja, faktora pouzdanosti i drugih faktora C (proračunska shema, dinamički koeficijent itd.).

Granična stanja druge skupine. Proračun nastanka pukotina, normalno i nagnuto na uzdužnu os elementa, provodi se radi provjere otpornosti na pucanje elemenata koji podliježu zahtjevima prve kategorije, kao i da se utvrdi da li se pukotine pojavljuju na elementima čiji otpornost na pukotine podliježe zahtjevima druge i treće kategorije. Smatra se da se pukotine normalne na uzdužnu os ne pojavljuju ako sila T (moment savijanja ili uzdužna sila) od djelovanja opterećenja ne prelazi silu TSgs, koju može apsorbirati presjek elementa.

Smatra se da se pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa ne pojavljuju ako glavni vlačni naponi u betonu ne prelaze proračunske vrijednosti,

Proračun otvora pukotine, normalnog i nagnutog na uzdužnu os, sastoji se od određivanja širine otvora pukotine na razini vlačne armature i usporedbe s maksimalnom širinom otvora. Podaci o maksimalnoj širini otvora pukotine dati su u tablici. II.3.

Proračun na temelju pomaka sastoji se od određivanja progiba elementa uslijed opterećenja, uzimajući u obzir trajanje njihova djelovanja i uspoređujući ga s najvećim progibom.

Granični progibi postavljeni su različitim zahtjevima: tehnološkim, zbog normalnog rada dizalica, tehnoloških instalacija, strojeva i sl.; konstrukcijski, zbog utjecaja susjednih elemenata koji ograničavaju deformacije, potrebe da se izdrže zadani nagibi itd.; estetski.

Maksimalni ugibi prednapetih elemenata mogu se povećati za visinu ugiba, ako to nije ograničeno tehnološkim ili projektnim zahtjevima.

Postupak uzimanja u obzir opterećenja pri proračunu progiba utvrđen je na sljedeći način: kada je ograničen tehnološkim ili projektnim zahtjevima - za djelovanje stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja; kada su ograničeni estetskim zahtjevima - na učinak stalnih i dugotrajnih opterećenja. U ovom slučaju faktor pouzdanosti opterećenja je Yf

Maksimalni progibi utvrđeni standardima za različite armiranobetonske elemente dani su u tablici II.4. Maksimalni progibi konzola, vezani uz prepust konzole, uzimaju se dvostruko većim.

Osim toga, potrebno je izvršiti dodatni proračun nestabilnosti za armirano-betonske podne ploče, stepenice, podeste itd. koji nisu povezani sa susjednim elementima: dodatni progib od kratkotrajnog koncentriranog opterećenja od 1000 N s najnepovoljnijim shema za njegovu primjenu ne smije prelaziti 0,7 mm.

1. Suština metode

Metoda proračuna konstrukcija na temelju graničnih stanja daljnji je razvoj metode proračuna na temelju razornih sila. Pri proračunu ovom metodom jasno su utvrđena granična stanja konstrukcija i uveden je sustav proračunskih koeficijenata koji jamče konstrukciju od nastanka tih stanja pod najnepovoljnijim kombinacijama opterećenja i pri najnižim vrijednostima karakteristika čvrstoće materijala.

2. Dvije skupine graničnih stanja

gubitak stabilnosti oblika konstrukcije (proračun stabilnosti tankostijenih konstrukcija i sl.) ili njezina položaja (proračun na prevrtanje i klizanje potpornih zidova, ekscentrično opterećenih visokih temelja; proračun uspona ukopanih ili podzemnih spremnika). , itd.);

razaranje od kombiniranog utjecaja čimbenika sile i nepovoljnih utjecaja vanjskog okruženja (periodično ili stalno izlaganje agresivnom okruženju, naizmjenično smrzavanje i odmrzavanje itd.).

Proračuni temeljeni na graničnim stanjima druge skupine provode se kako bi se spriječilo:

stvaranje prekomjernog ili produljenog otvaranja pukotina (ako je prema radnim uvjetima dopušteno stvaranje ili produljeno otvaranje pukotina);

prekomjerni pokreti (otkloni, kutovi rotacije, kutovi nagiba i amplitude vibracija).

Proračun graničnih stanja konstrukcije u cjelini, kao i njenih pojedinačnih elemenata ili dijelova, provodi se za sve faze: proizvodnja, transport, montaža i rad; u tom slučaju projektne sheme moraju odgovarati usvojenim projektnim odlukama i svakoj od navedenih faza.

3. Faktori izračuna

Vrijednosti opterećenja, otpornosti betona i armature utvrđuju se prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i udari" i "Betonske i armiranobetonske konstrukcije".

4. Klasifikacija tereta. Standardna i proračunska opterećenja

Ovisno o trajanju djelovanja opterećenja se dijele na trajna i privremena. Privremena opterećenja se pak dijele na dugotrajna, kratkotrajna i posebna.

Opterećenja od težine nosivih i zapornih konstrukcija zgrada i građevina, mase i tlaka tla te utjecaja prednaprezanja armiranobetonskih konstrukcija su konstantna.

Dugotrajna opterećenja uzrokovana su težinom stacionarne opreme na podovima - strojeva, aparata, motora, spremnika itd.; tlak plinova, tekućina, zrnatih tijela u posudama; tereti u skladištima, hladnjačama, arhivima, knjižnicama i sličnim zgradama i objektima; dio privremenog opterećenja utvrđenog standardima u stambenim zgradama, uredskim i kućanskim prostorijama; dugoročni temperaturni tehnološki učinci stacionarne opreme; opterećenja od jedne mostne ili jedne mostne dizalice, pomnožena s faktorima: 0,5 za srednje nosive dizalice i 0,7 za teške teretne dizalice; opterećenja snijegom za III-IV klimatske regije s koeficijentima od 0,3-0,6. Navedene vrijednosti kranskih, nekih privremenih i snježnih opterećenja čine dio njihove pune vrijednosti i unose se u izračun uzimajući u obzir trajanje djelovanja opterećenja ovih vrsta na pomak, deformaciju i stvaranje pukotina. Pune vrijednosti ovih opterećenja su kratkoročne.

Kratkotrajna opterećenja uzrokovana su težinom ljudi, dijelova, materijala u prostorima za održavanje i popravke opreme - prolazima i drugim prostorima slobodnim od opreme; dio opterećenja na podovima stambenih i javnih zgrada; opterećenja koja nastaju tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje konstrukcijskih elemenata; opterećenja od nadzemnih i nadzemnih dizalica koje se koriste u izgradnji ili radu zgrada i građevina; opterećenje snijegom i vjetrom; temperatura klimatski utjecaji.

Posebna opterećenja su: seizmički i eksplozivni udari; opterećenja uzrokovana kvarom ili kvarom opreme i iznenadnim prekidom tehnološkog procesa (na primjer, naglo povećanje ili smanjenje temperature itd.); učinci nejednakih deformacija podloge, popraćeni radikalnom promjenom strukture tla (na primjer, deformacija tla slijeganja tijekom namakanja ili tla permafrosta tijekom odmrzavanja) itd.

Proračunska opterećenja za proračun čvrstoće i stabilnosti konstrukcija određuju se množenjem standardnog opterećenja s faktorom sigurnosti opterećenja Vf, obično većim od jedan, na primjer g=gnyf. Faktor pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; o težini konstrukcija od betona s lakim agregatima (prosječne gustoće 1800 kg/m3 ili manje) i raznih estriha, zasipa i izolacijskih materijala proizvedenih u tvornici, Yf = l,2, tijekom ugradnje yf = \. 3; od raznih privremenih opterećenja ovisno o njihovoj vrijednosti yf = it 2. 1.4. Koeficijent preopterećenja od težine konstrukcija pri proračunu stabilnosti položaja protiv lebdenja, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava radne uvjete konstrukcije, uzima se 7f = 0,9. Pri proračunu konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja množe se s faktorom 0,8. Projektirana opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu skupinu graničnih stanja) uzimaju se jednake standardnim vrijednostima s koeficijentom Yf -1-

opterećenja ili odgovarajući napori moraju se pomnožiti s koeficijentom kombinacije jednakim 0,9.

Norme također dopuštaju smanjenje privremenih opterećenja pri proračunu greda i poprečnih šipki, ovisno o površini opterećenog poda.

5. Stupanj odgovornosti zgrada i građevina

Eksperimentalna istraživanja provedena u tvornicama montažnih proizvoda od armiranog betona pokazala su da je za teške betone i betone na poroznim agregatima koeficijent varijacije V

0,135, što je prihvaćeno u standardima.

Pri praćenju klase betona za aksijalnu vlačnu čvrstoću uzima se standardna otpornost betona na aksijalni vlačni Rbtn koja je jednaka njegovoj zajamčenoj čvrstoći (klasi). aksijalna napetost.

Izračunate vrijednosti otpora betona sa zaokruživanjem date su u prilogu. ja

Osim toga, izračunate otpore Rs, Rsc i Rsw treba pomnožiti s koeficijentima radnih uvjeta: Ys3, 7*4 - s ponovljenom primjenom opterećenja (vidi Poglavlje VIII); ysb^lx/lp ili uz

1x/1ap - u zoni prijenosa naprezanja i u zoni sidrenja neprednapregnute armature bez sidara; 7^6 - pri radu s armaturom visoke čvrstoće pri naprezanjima iznad nazivne granice razvlačenja (7o.2.

Smatra se da se pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa ne pojavljuju ako glavni vlačni naponi u betonu ne prelaze proračunske vrijednosti,

Proračun na temelju pomaka sastoji se od određivanja progiba elementa uslijed opterećenja, uzimajući u obzir trajanje njihova djelovanja i uspoređujući ga s najvećim progibom.

Maksimalni ugibi prednapetih elemenata mogu se povećati za visinu ugiba, ako to nije ograničeno tehnološkim ili projektnim zahtjevima.

Maksimalni progibi utvrđeni standardima za različite armiranobetonske elemente dani su u tablici II.4. Maksimalni progibi konzola, vezani uz prepust konzole, uzimaju se dvostruko većim.

Metoda proračuna graničnog stanja

Poglavlje 2. Eksperimentalni temelji teorije otpornosti armiranog betona i metode proračuna armiranobetonskih konstrukcija Metoda proračuna temeljena na graničnim stanjima 1. Bit metode Metoda

Metoda proračuna graničnog stanja

Pri proračunu ovom metodom, konstrukcija se razmatra u svom proračunskom graničnom stanju. Projektno granično stanje smatra se stanjem konstrukcije u kojem ona prestaje ispunjavati radne zahtjeve koji su joj nametnuti, tj. gubi sposobnost otpornosti na vanjske utjecaje ili prima neprihvatljive deformacije ili lokalna oštećenja.

Za čelične konstrukcije utvrđena su dva proračunska granična stanja:

prvo proračunsko granično stanje određeno nosivošću (čvrstoća, stabilnost ili izdržljivost); sve čelične konstrukcije moraju zadovoljiti ovo granično stanje;
drugo proračunsko granično stanje, određeno razvojem prekomjernih deformacija (progiba i pomaka); Ovo granično stanje moraju zadovoljiti konstrukcije u kojima veličina deformacija može ograničiti mogućnost njihova rada.

Prvo izračunato granično stanje izraženo je nejednadžbom

gdje je N proračunska sila u konstrukciji iz zbroja učinaka proračunskih opterećenja P u najnepovoljnijoj kombinaciji;

F je nosivost konstrukcije koja je funkcija geometrijskih dimenzija konstrukcije, proračunskog otpora materijala R i koeficijenta radnih uvjeta m.

Maksimalna opterećenja utvrđena standardima (SNiP) koja su dopuštena tijekom normalnog rada konstrukcija nazivaju se standardnim opterećenjima Rn (vidi Dodatak I, Opterećenja i faktori predopterećenja).

Računska opterećenja P za koja se proračunava konstrukcija (na temelju graničnog stanja) uzimaju se nešto veća od normativnih. Projektirano opterećenje definira se kao umnožak standardnog opterećenja s faktorom preopterećenja n (većim od jedinice), uzimajući u obzir opasnost od prekoračenja opterećenja u usporedbi s njegovom standardnom vrijednošću zbog moguće varijabilnosti opterećenja:

Vrijednosti koeficijenata p dane su u tablici Standardna i proračunska opterećenja, faktori preopterećenja.

Stoga se konstrukcije razmatraju pod utjecajem proračunskih opterećenja, a ne radnih (standardnih) opterećenja. Iz utjecaja proračunskih opterećenja u konstrukciji određuju se proračunske sile (aksijalna sila N ili moment M) koje se nalaze prema općim pravilima otpora materijala i mehanike konstrukcija.

Desna strana glavne jednadžbe (1.I)- nosivost konstrukcije F - ovisi o maksimalnoj otpornosti materijala na utjecaje sila, karakterizirana mehaničkim svojstvima materijala i naziva se standardna otpornost R n, kao i o geometrijskim karakteristikama presjeka (presjek područje F, moment otpora W, itd.).

Za građevinski čelik pretpostavlja se da je standardni otpor jednak granici razvlačenja,

(za najčešći građevinski čelik marke St. 3 σ t = 2.400 kg/cm 2).

Računski otpor čelika R smatra se naponom jednakim standardnom otporu pomnoženom s koeficijentom jednolikosti k (manjim od jedinice), uzimajući u obzir rizik od smanjenja otpora materijala u usporedbi s njegovom standardnom vrijednošću zbog varijabilnost mehaničkih svojstava materijala

Za obične niskougljične čelike k = 0,9, a za visokokvalitetne (niskolegirane) k = 0,85.

Dakle, izračunati otpor R- to je naprezanje jednako najnižoj mogućoj vrijednosti granice tečenja materijala, koja je za konstrukciju prihvaćena kao granična vrijednost.

Osim toga, radi sigurnosti konstrukcije moraju se uzeti u obzir sva moguća odstupanja od normalnih uvjeta uzrokovana radnim značajkama konstrukcije (na primjer, uvjeti koji pogoduju povećanoj koroziji itd.). Da bi se to postiglo, uvodi se koeficijent radnih uvjeta m, koji se za većinu konstrukcija i veza uzima jednak jedinici (vidi Dodatak Koeficijenti radnih uvjeta m).

Stoga će jednadžba glavnog projektiranja (1.I) imati sljedeći oblik:

pri ispitivanju čvrstoće konstrukcije pod djelovanjem aksijalnih sila ili momenata

gdje su N i M izračunate aksijalne sile ili momenti iz izračunanih opterećenja (uzimajući u obzir faktore preopterećenja); F nt - neto površina presjeka (minus rupe); W nt - moment otpora presjeka mreže (minus rupe);

prilikom provjere stabilnosti konstrukcije

gdje su F br i W br - područje i moment otpora bruto presjeka (bez odbitka rupa); φ i φ b su koeficijenti koji smanjuju proračunsku otpornost na vrijednosti koje osiguravaju stabilnu ravnotežu.

Obično se pri proračunu predviđene konstrukcije najprije odabire presjek elementa, a zatim se provjerava naprezanje proračunskih sila koje ne smije premašiti proračunski otpor pomnožen s koeficijentom radnih uvjeta.

Stoga ćemo uz formule oblika (4.I) i (5.I) ove formule napisati u radnom obliku u smislu izračunatih naprezanja, npr.

gdje je σ proračunsko naprezanje u konstrukciji (na temelju proračunskih opterećenja).

Ispravnije je koeficijente φ i φ b u formulama (8.I) i (9.I) pisati na desnoj strani nejednadžbe kao koeficijente koji smanjuju proračunsku otpornost na kritična naprezanja. I samo radi praktičnosti izračuna i usporedbe rezultata, oni su napisani u nazivniku lijeve strane ovih formula.

* Vrijednosti standardnih otpora i koeficijenata ujednačenosti dane su u „Građevinskim normama i pravilima” (SNiP), kao iu „Normama i tehničkim uvjetima za projektiranje čeličnih konstrukcija” (NiTU 121-55).

"Projektiranje čeličnih konstrukcija"

Postoji nekoliko kategorija napona: glavni, lokalni, dodatni i unutarnji. Fundamentalni stresovi su stresovi koji se razvijaju unutar tijela kao rezultat uravnoteženja učinaka vanjskih opterećenja; uzimaju se u obzir pri obračunu. Kada je tok snage neravnomjerno raspoređen po poprečnom presjeku, uzrokovan, na primjer, oštrom promjenom poprečnog presjeka ili prisutnošću rupe, dolazi do lokalne koncentracije naprezanja. Međutim, u plastičnim materijalima, koji uključuju građevinski čelik,…

Pri proračunu dopuštenih naprezanja konstrukcija se razmatra u radnom stanju pod utjecajem opterećenja dopuštenih pri normalnom radu konstrukcije, odnosno standardnih opterećenja. Uvjet za čvrstoću konstrukcije je da naprezanja u konstrukciji od standardnih opterećenja ne prelaze normama utvrđena dopuštena naprezanja koja predstavljaju određeni dio maksimalnog naprezanja materijala prihvaćenog za građevinski čelik...

Metoda proračuna graničnih stanja - Metodologija proračuna čeličnih konstrukcija - Osnove projektiranja - Projektiranje čeličnih konstrukcija

Pri proračunu ovom metodom, konstrukcija se razmatra u svom proračunskom graničnom stanju. Izračunato granično stanje se uzima kao sljedeće stanje...

Dvije skupine graničnih stanja

Proračun na temelju graničnih stanja prve skupine provodi se kako bi se spriječilo:

Krhki, viskozni ili drugi tip sloma (proračun čvrstoće uzimajući u obzir, ako je potrebno, deformaciju konstrukcije prije sloma);

Gubitak stabilnosti oblika konstrukcije (proračun stabilnosti tankostijenih konstrukcija i sl.) ili njezina položaja (proračun na prevrtanje i klizanje potpornih zidova, ekscentrično opterećenih visokih temelja; proračun uspona ukopanih ili podzemnih spremnika). , itd.);

Otkazivanje uslijed zamora (proračun izdržljivosti konstrukcija pod utjecajem opetovanih pokretnih ili pulsirajućih opterećenja: kranske grede, pragovi, temelji okvira i podovi za neuravnotežene strojeve itd.);

Uništavanje od kombiniranog utjecaja faktora sile i nepovoljnih utjecaja vanjskog okruženja (periodično ili stalno izlaganje agresivnom okruženju, naizmjenično smrzavanje i odmrzavanje itd.).

Proračuni temeljeni na graničnim stanjima druge skupine provode se kako bi se spriječilo:

Stvaranje prekomjernog ili produljenog otvaranja pukotina (ako je prema radnim uvjetima dopušteno stvaranje ili produljeno otvaranje pukotina);

Pretjerani pokreti (otkloni, kutovi rotacije, kutovi nagiba i amplitude vibracija).

Vrijednosti opterećenja, otpornosti betona i armature utvrđuju se prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i udari" i "Betonske i armiranobetonske konstrukcije".

Klasifikacija tereta. Standardna i proračunska opterećenja

Ovisno o trajanju djelovanja opterećenja se dijele na trajna i privremena. Privremena opterećenja se pak dijele na dugotrajna, kratkotrajna i posebna.

Opterećenja od težine nosivih i zapornih konstrukcija zgrada i građevina, mase i tlaka tla te utjecaja prednaprezanja armiranobetonskih konstrukcija su konstantna.

Dugotrajna opterećenja uzrokovana su težinom stacionarne opreme na podovima - strojeva, aparata, motora, spremnika itd.; tlak plinova, tekućina, zrnatih tijela u posudama; tereti u skladištima, hladnjačama, arhivima, knjižnicama i sličnim zgradama i objektima; dio privremenog opterećenja utvrđenog standardima u stambenim zgradama, uredskim i kućanskim prostorijama; dugoročni temperaturni tehnološki učinci stacionarne opreme; opterećenja od jedne mostne ili jedne mostne dizalice, pomnožena s faktorima: 0,5 za srednje nosive dizalice i 0,7 za teške teretne dizalice; opterećenja snijegom za III-IV klimatske regije s koeficijentima od 0,3-0,6. Navedene vrijednosti kranskih, nekih privremenih i snježnih opterećenja čine dio njihove pune vrijednosti i unose se u izračun uzimajući u obzir trajanje djelovanja opterećenja ovih vrsta na pomak, deformaciju i stvaranje pukotina. Pune vrijednosti ovih opterećenja su kratkoročne.

Kratkotrajna opterećenja uzrokovana su težinom ljudi, dijelova, materijala u prostorima za održavanje i popravke opreme - prolazima i drugim prostorima slobodnim od opreme; dio opterećenja na podovima stambenih i javnih zgrada; opterećenja koja nastaju tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje konstrukcijskih elemenata; opterećenja od nadzemnih i nadzemnih dizalica koje se koriste u izgradnji ili radu zgrada i građevina; opterećenje snijegom i vjetrom; temperatura klimatski utjecaji.

Prosječne vrijednosti gustoće. Regulatorno privremeno; tehnološka i instalacijska opterećenja postavljaju se prema najvišim vrijednostima predviđenim za normalan rad; snijeg i vjetar - prema prosjeku godišnjih nepovoljnih vrijednosti ili prema nepovoljnim vrijednostima koje odgovaraju određenom prosječnom razdoblju njihovog ponavljanja.

Projektirana opterećenja za proračun čvrstoće i stabilnosti konstrukcija određuju se množenjem standardnog opterećenja faktorom sigurnosti opterećenja Yf, obično većim od jedan, na primjer G= Gnyt. Faktor pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; o težini konstrukcija od betona s lakim agregatima (prosječne gustoće 1800 kg/m3 ili manje) i raznih estriha, zasipa i izolacijskih materijala izrađenih u tvornici, Yf = l,2, tijekom ugradnje Yf = l> 3; od raznih privremenih opterećenja ovisno o njihovoj vrijednosti Yf = l. 2. 1.4. Koeficijent preopterećenja od težine konstrukcija pri proračunu stabilnosti položaja od lebdenja, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava radne uvjete konstrukcije, uzima se yf = 0,9. Pri proračunu konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja množe se s faktorom 0,8. Projektna opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu skupinu graničnih stanja) uzimaju se jednake standardnim vrijednostima s koeficijentom Yf = l-

Razmatraju se dvije skupine glavnih kombinacija opterećenja. Pri proračunu konstrukcija za glavne kombinacije prve skupine uzimaju se u obzir konstantna, dugotrajna i jedno kratkotrajno opterećenje; Pri proračunu konstrukcija za glavne kombinacije druge skupine uzimaju se u obzir konstantna, dugotrajna i dva (ili više) kratkoročna opterećenja; u ovom slučaju, vrijednosti kratkotrajnih opterećenja ili sila koje im odgovaraju moraju se pomnožiti s koeficijentom kombinacije jednakim 0,9.

Smanjena opterećenja. Pri proračunu stupova, zidova i temelja višekatnih zgrada, privremena opterećenja na podovima mogu se smanjiti, uzimajući u obzir stupanj vjerojatnosti njihovog istodobnog djelovanja, množenjem s faktorom

Gdje je a - uzeto jednako 0,3 za stambene zgrade, poslovne zgrade, spavaonice itd. i jednako 0,5 za razne prostorije: čitaonice, sastanke, trgovačke sobe itd.; t je broj opterećenih katova iznad razmatranog odjeljka.

Norme također dopuštaju smanjenje privremenih opterećenja pri proračunu greda i poprečnih šipki, ovisno o površini opterećenog poda.

Ojačani beton

Predgotovljeni beton i armirani beton: značajke i metode proizvodnje

Industrijske tehnologije aktivno se razvijaju u SSSR-u od sredine prošlog stoljeća, a razvoj građevinske industrije zahtijevao je veliki broj različitih materijala. Izum montažnog armiranog betona postao je svojevrsna tehnička revolucija u životu zemlje, ...

DIY zabijač stupova

Zabijač ili zabijač se može organizirati pomoću automobila s uklonjenim stražnjim blatobranom (pogon na stražnjim kotačima na mehanici), podignutim na dizalicu i korištenjem samo obruča umjesto kotača. Oko ruba će se namotati kabel - ovo je...

REKONSTRUKCIJA INDUSTRIJSKIH GRAĐEVINA

1. Zadaci i načini rekonstrukcije građevina Rekonstrukcija građevina može se povezati s proširenjem proizvodnje, tehnološkom modernizacijom. proces, ugradnja nove opreme, itd. Istodobno, potrebno je riješiti složene inženjerske probleme povezane ...

valjci (stroj za ravnanje) promjera od 400 mm.,

električna sušilica hrane (protočna),

transporteri, transporteri, puževi.

Dvije skupine graničnih stanja

Graničnim stanjima smatraju se ona stanja u kojima konstrukcije više ne zadovoljavaju zahtjeve koji su im nametnuti tijekom rada, tj. gube

Osnove proračuna temeljenih na graničnim stanjima. Proračun konstrukcijskih elemenata punog presjeka.

U skladu s važećim standardima u Rusiji, drvene konstrukcije moraju se izračunati metodom graničnog stanja.

Granična stanja građevina su ona pri kojima one prestaju zadovoljavati pogonske zahtjeve. Vanjski uzrok koji dovodi do graničnog stanja je djelovanje sile (vanjska opterećenja, reaktivne sile). Granična stanja mogu nastati pod utjecajem radnih uvjeta drvenih konstrukcija, kao i kvalitete, dimenzija i svojstava materijala. Postoje dvije skupine graničnih stanja:

1 – u smislu nosivosti (čvrstoća, stabilnost).

2 – deformacijama (ugibima, pomacima).

Prva grupa granična stanja karakteriziraju gubitak nosivosti i potpuna neprikladnost za daljnji rad. Je li najodgovorniji. Kod drvenih konstrukcija mogu se pojaviti sljedeća granična stanja prve skupine: razaranje, gubitak stabilnosti, prevrtanje, nedopušteno puzanje. Ova se granična stanja ne pojavljuju ako su ispunjeni sljedeći uvjeti:

oni. kod normalnih naprezanja ( σ ) i smično naprezanje ( τ ) ne prelaze određenu graničnu vrijednost R, nazvan dizajn otpor.

Druga grupa granična stanja karakteriziraju takve značajke u kojima rad građevina ili građevina, iako otežan, nije potpuno isključen, tj. dizajn postaje neprikladan samo za normalan operacija. Prikladnost konstrukcije za normalan rad obično se određuje progibima

To znači da su elementi ili strukture za savijanje prikladni za normalan rad kada je najveća vrijednost omjera progiba i raspona manja od najvećeg dopuštenog relativnog progiba [ f/ l] (prema SNiP II-25-80).

Svrha proračuna konstrukcija je spriječiti pojavu bilo kojeg od mogućih graničnih stanja, kako tijekom transporta i montaže, tako i tijekom eksploatacije konstrukcija. Proračun za prvo granično stanje provodi se prema izračunatim vrijednostima opterećenja, a za drugo - prema standardnim vrijednostima. Standardne vrijednosti vanjskih opterećenja dane su u SNiP-u "Opterećenja i udari". Izračunate vrijednosti dobivene su uzimajući u obzir faktor sigurnosti opterećenja γ n. Konstrukcije su dizajnirane da izdrže nepovoljnu kombinaciju opterećenja (vlastita težina, snijeg, vjetar), čija se vjerojatnost uzima u obzir koeficijentima kombinacije (prema SNiP "Opterećenja i udari").

Glavna karakteristika materijala po kojoj se procjenjuje njihova sposobnost otpora sili je normativni otpor R n . Standardna otpornost drva izračunava se na temelju rezultata brojnih ispitivanja malih uzoraka čistog (bez nedostataka) drva iste vrste, s udjelom vlage od 12%:

R n = , Gdje

– aritmetička srednja vrijednost vlačne čvrstoće,

V– koeficijent varijacije,

t– pokazatelj pouzdanosti.

Regulatorni otpor R n je minimalna vjerojatnosna granica čvrstoće čistog drva, dobivena statičkom obradom rezultata ispitivanja standardnih malih uzoraka za kratkotrajna opterećenja.

Dizajn otpornosti R - ovo je maksimalno naprezanje koje materijal u konstrukciji može izdržati bez kolapsa, uzimajući u obzir sve nepovoljne čimbenike u radnim uvjetima koji smanjuju njegovu čvrstoću.

Kada se kreće od normativnog otpora R n do izračunatog R potrebno je uzeti u obzir utjecaj na čvrstoću drva dugotrajnih opterećenja, nedostataka (čvorovi, križni slojevi itd.), Prijelaz s malih standardnih uzoraka na elemente građevinskih dimenzija. Kombinirani utjecaj svih ovih čimbenika uzet je u obzir faktorom sigurnosti za materijal ( Do). Izračunati otpor dobiva se dijeljenjem R n o faktoru sigurnosti za materijal:

Do dl=0,67 – koeficijent trajanja pri kombiniranom djelovanju stalnih i povremenih opterećenja;

Do jedan = 0,27÷0,67 – koeficijent jednolikosti, ovisno o vrsti stanja naprezanja, uzimajući u obzir utjecaj grešaka na čvrstoću drva.

Minimalna vrijednost Do jedan uzeti tijekom rastezanja, kada je utjecaj nedostataka posebno velik. Izračunati otpori Do dati su u tablici. 3 SNiP II-25-80 (za crnogorično drvo). R drvo drugih vrsta dobiva se pomoću prijelaznih koeficijenata, također navedenih u SNiP-u.

Sigurnost i čvrstoća drva i drvenih konstrukcija ovisi o uvjetima temperature i vlažnosti. Vlaženje potiče truljenje drva, a povišene temperature (iznad određene granice) smanjuju njegovu čvrstoću. Uzimanje u obzir ovih čimbenika zahtijeva uvođenje koeficijenata radnih uvjeta: m V ≤1, m T ≤1.

Osim toga, SNiP zahtijeva uzimanje u obzir koeficijenta sloja za lijepljene elemente: m sl = 0,95÷1,1;

koeficijent snopa za duga svjetla s visinom većom od 50 cm: m b ≤1;

koeficijent savijanja za savijeno lijepljene elemente: m gn≤1, itd.

Pretpostavlja se da je modul elastičnosti drva, bez obzira na vrstu, jednak:

Projektne karakteristike građevinske šperploče također su dane u SNiP-u, a pri provjeri naprezanja u elementima od šperploče, kao i za drvo, uvode se koeficijenti radnog stanja m. Osim toga, za konstrukcijsku otpornost drva i šperploče uvodi se koeficijent m dl=0,8 ako ukupna proračunska sila od stalnih i privremenih opterećenja prelazi 80% ukupne proračunske sile. Ovaj se faktor uvodi uz smanjenje koje je uključeno u faktor sigurnosti za materijal.

Predavanje br. 2 Osnove proračuna po graničnim stanjima

Predavanje br. 2 Osnove proračuna na temelju graničnih stanja. Proračun konstrukcijskih elemenata punog presjeka. U skladu s važećim standardima u Rusiji, drvene konstrukcije moraju se izračunati prema

Proračun na temelju graničnih stanja

Granična stanja- to su uvjeti u kojima se konstrukcija više ne može koristiti kao posljedica vanjskih opterećenja i unutarnjih naprezanja. U konstrukcijama od drva i plastike mogu nastati dvije skupine graničnih stanja - prva i druga.

Proračun graničnih stanja konstrukcije kao cjeline i njezinih elemenata mora se provoditi za sve faze: transporta, montaže i rada - i mora uzeti u obzir sve moguće kombinacije opterećenja. Svrha proračuna je spriječiti bilo prvo ili drugo granično stanje tijekom procesa transporta, montaže i rada konstrukcije. To se radi na temelju uzimanja u obzir standardnih i proračunskih opterećenja i otpora materijala.

Metoda graničnog stanja je prvi korak u osiguravanju pouzdanosti građevinskih konstrukcija. Pouzdanost je sposobnost objekta da zadrži kvalitetu svojstvenu dizajnu tijekom rada. Specifičnost teorije pouzdanosti građevinskih konstrukcija je potreba uzimanja u obzir slučajnih vrijednosti opterećenja na sustavima sa slučajnim pokazateljima čvrstoće. Karakteristična značajka metode graničnog stanja je da su sve početne veličine koje se koriste u proračunu, slučajne prirode, u standardima predstavljene determinističkim, znanstveno utemeljenim, normativnim vrijednostima, a utjecaj njihove varijabilnosti na pouzdanost konstrukcija uzet je u obzir. račun odgovarajućim koeficijentima. Svaki od koeficijenata pouzdanosti uzima u obzir varijabilnost samo jedne početne vrijednosti, tj. je privatne prirode. Stoga se metoda graničnog stanja ponekad naziva i metoda parcijalnih koeficijenata. Čimbenici čija varijabilnost utječe na razinu pouzdanosti konstrukcija mogu se klasificirati u pet glavnih kategorija: opterećenja i udari; geometrijske dimenzije konstrukcijskih elemenata; stupanj odgovornosti struktura; mehanička svojstva materijala; radni uvjeti konstrukcije. Razmotrimo navedene faktore. Moguće odstupanje standardnih opterećenja gore ili dolje uzima se u obzir faktorom sigurnosti opterećenja 2, koji ovisno o vrsti opterećenja ima različitu vrijednost veću ili manju od jedan. Ovi koeficijenti, zajedno sa standardnim vrijednostima, prikazani su u poglavlju SNiP 2.01.07-85 Standardi dizajna. "Opterećenja i utjecaji." Vjerojatnost kombiniranog djelovanja više opterećenja uzima se u obzir množenjem opterećenja s faktorom kombinacije, koji je prikazan u istom poglavlju normi. Moguća nepovoljna odstupanja geometrijskih dimenzija konstrukcijskih elemenata uzimaju se u obzir koeficijentom točnosti. Međutim, ovaj koeficijent nije prihvaćen u svom čistom obliku. Ovaj faktor se koristi pri izračunavanju geometrijskih karakteristika, uzimajući izračunate parametre sekcija s minus tolerancijom. Kako bi se razumno uravnotežili troškovi zgrada i građevina za različite namjene, uvodi se koeficijent pouzdanosti za namjeravanu namjenu.< 1. Степень капитальности и ответственности зданий и сооружений разбивается на три класса ответственности. Этот коэффициент (равный 0,9; 0,95; 1) вводится в качестве делителя к значению расчетного сопротивления или в качестве множителя к значению расчетных нагрузок и воздействий.

Glavni parametar otpornosti materijala na utjecaje sile je standardna otpornost utvrđena regulatornim dokumentima na temelju rezultata statističkih istraživanja varijabilnosti mehaničkih svojstava materijala ispitivanjem uzoraka materijala standardnim metodama. Moguće odstupanje od standardnih vrijednosti uzima se u obzir koeficijentom pouzdanosti za materijal ym > 1. On odražava statističku varijabilnost svojstava materijala i njihovu razliku od svojstava ispitanih standardnih uzoraka. Karakteristika dobivena dijeljenjem standardnog otpora s koeficijentom m naziva se projektirani otpor R. Ova glavna karakteristika čvrstoće drva standardizirana je SNiP P-25-80 „Standardi dizajna. Drvene konstrukcije.”

Nepovoljni utjecaji okoliša i radne okoline, kao što su: vjetar i opterećenja instalacije, visina presjeka, uvjeti temperature i vlažnosti, uzimaju se u obzir uvođenjem koeficijenata radnih uvjeta t. Koeficijent t može biti manji od jedan ako ovaj faktor ili kombinacija faktora smanjuje nosivost konstrukcije, a više jedinica – u suprotnom slučaju. Za drvo su ovi koeficijenti prikazani u SNiP 11-25-80 „Norme dizajna.

Standardne granične vrijednosti otklona ispunjavaju sljedeće zahtjeve: a) tehnološke (osiguravanje uvjeta za normalan rad strojeva i opreme za rukovanje, instrumentacije itd.); b) konstrukcijski (osiguravanje cjelovitosti susjednih konstrukcijskih elemenata, njihovih spojeva, prisutnost razmaka između nosivih konstrukcija i pregradnih konstrukcija, poludrvena konstrukcija itd., osiguranje određenih nagiba); c) estetski i psihološki (davanje povoljnih dojmova izgledom građevina, sprječavanje osjećaja opasnosti).

Veličina najvećih progiba ovisi o rasponu i vrsti primijenjenog opterećenja. Za drvene konstrukcije koje pokrivaju zgrade pod stalnim i privremenim dugotrajnim opterećenjima, najveći progib kreće se od (1/150) - i do (1/300) (2). Čvrstoća drva također se smanjuje pod utjecajem određenih kemijskih pripravaka za biološka oštećenja, unesenih pod pritiskom u autoklave do značajne dubine. U ovom slučaju koeficijent pogonskog stanja Tia = 0,9. Utjecaj koncentracije naprezanja u proračunskim presjecima vlačnih elemenata oslabljenih rupama, kao i na savojnim elementima od oble građe s obrezivanjem u proračunskom presjeku, odražava se koeficijentom pogonskog stanja t0 = 0,8. Deformabilnost drva pri proračunu drvenih konstrukcija za drugu skupinu graničnih stanja uzima se u obzir osnovnim modulom elastičnosti E, koji se, kada je sila usmjerena duž vlakana drva, uzima na 10 000 MPa, a 400 MPa poprečno. vlakna. Pri proračunu stabilnosti uzet je modul elastičnosti od 4500 MPa. Osnovni modul smicanja drva (6) u oba smjera je 500 MPa. Pretpostavlja se da je Poissonov omjer drva preko vlakana s naprezanjima usmjerenim duž vlakana jednak pdo o = 0,5, a uzduž vlakana s naprezanjima usmjerenim poprijeko vlakana, n900 = 0,02. Budući da trajanje i razina opterećenja ne utječe samo na čvrstoću, već i na deformacijska svojstva drva, vrijednost modula elastičnosti i modula smicanja množi se s koeficijentom mt = 0,8 pri proračunu konstrukcija u kojima naprezanja u elementima proizlaze iz trajnih a privremena dugotrajna opterećenja prelaze 80% ukupnog napona od svih opterećenja. Pri proračunu metalno-drvenih konstrukcija, elastične karakteristike i proračunske otpornosti čelika i spojeva čeličnih elemenata, kao i armature, uzimaju se prema poglavljima SNiP-a za projektiranje čeličnih i armiranobetonskih konstrukcija.

Od svih pločastih konstrukcijskih materijala koji koriste drvne sirovine, samo se šperploča preporuča koristiti kao elemente nosivih konstrukcija, čiji su osnovni proračunski otpori dati u tablici 10 SNiP P-25-80. Pod odgovarajućim radnim uvjetima za konstrukcije ljepljene šperploče, proračuni temeljeni na prvoj skupini graničnih stanja predviđaju množenje osnovnih proračunskih otpora šperploče s koeficijentima radnih uvjeta TV, TY, TN i TL. Pri proračunu prema drugoj skupini graničnih stanja, elastične karakteristike šperploče u ravnini lista uzimaju se prema tablici. 11 SNiP P-25-80. Modul elastičnosti i modul smicanja za konstrukcije izložene različitim radnim uvjetima, kao i one podvrgnute kombiniranom utjecaju stalnih i privremenih dugotrajnih opterećenja, treba pomnožiti s odgovarajućim koeficijentima radnih uvjeta usvojenim za drvo

Prva grupa najopasniji. Određuje se neprikladnošću za uporabu kada konstrukcija gubi nosivost zbog razaranja ili gubitka stabilnosti. To se ne događa dok je maksimalno normalno O odnosno smična naprezanja u njegovim elementima ne prelaze proračunsku (minimalnu) otpornost materijala od kojih su izrađeni. Ovaj uvjet je zapisan formulom

Ograničavajuća stanja prve skupine uključuju: razaranje bilo koje vrste, opći gubitak stabilnosti konstrukcije ili lokalni gubitak stabilnosti konstrukcijskog elementa, kršenje spojeva koji konstrukciju pretvaraju u varijabilni sustav, razvoj zaostalih deformacija neprihvatljive veličine. . Proračun nosivosti provodi se na temelju vjerojatnog najgoreg slučaja, naime: najvećeg opterećenja i najmanjeg otpora materijala, pronađenih uzimajući u obzir sve čimbenike koji na to utječu. Nepovoljne kombinacije dane su u normama.

Druga grupa manje opasno. Određuje se neprikladnošću strukture za normalan rad kada se savija do neprihvatljive količine. To se ne događa sve dok najveći relativni otklon njegovog /// ne prijeđe najveće dopuštene vrijednosti. Ovaj uvjet je zapisan formulom

Proračun drvenih konstrukcija prema drugom graničnom stanju deformacija odnosi se uglavnom na savitljive konstrukcije i usmjeren je na ograničavanje veličine deformacija. Izračuni se temelje na standardnim opterećenjima bez njihovog množenja sigurnosnim faktorima, uz pretpostavku elastičnog rada drva. Proračun za deformacije provodi se na temelju prosječnih karakteristika drva, a ne na smanjenim, kao kod provjere nosivosti. To se objašnjava činjenicom da povećanje progiba u nekim slučajevima, kada se koristi drvo niske kvalitete, ne predstavlja opasnost za cjelovitost konstrukcija. Ovo također objašnjava činjenicu da se proračuni deformacija provode za standardna, a ne za proračunska opterećenja. Da bismo ilustrirali granično stanje druge skupine, možemo dati primjer kada se, kao rezultat neprihvatljivog progiba rogova, pojavljuju pukotine na krovištu. Propuštanje vlage u ovom slučaju remeti normalan rad zgrade, što dovodi do smanjenja trajnosti drva zbog njegove vlažnosti, ali u isto vrijeme zgrada se nastavlja koristiti. Obračun na temelju drugog graničnog stanja u pravilu ima podređeno značenje jer glavna stvar je osigurati nosivost. Međutim, ograničenja ugiba posebno su važna za konstrukcije s duktilnim vezama. Stoga se deformacije drvenih konstrukcija (složeni stupovi, spregnute grede, strukture dasaka i čavala) moraju odrediti uzimajući u obzir utjecaj usklađenosti spojeva (SNiP P-25-80. Tablica 13).

opterećenja, koji djeluju na konstrukcije određeni su građevinskim propisima i propisima - SNiP 2.01.07-85 "Opterećenja i utjecaji". Pri proračunu konstrukcija od drva i plastike uglavnom se uzima u obzir stalno opterećenje od vlastite težine konstrukcija i drugih građevinskih elemenata. g te kratkotrajna opterećenja od težine snijega S, tlak vjetra W. U obzir se uzimaju i opterećenja od težine ljudi i opreme. Svako opterećenje ima standardnu i projektiranu vrijednost. Pogodno je standardnu vrijednost označiti indeksom n.

Standardna opterećenja su početne vrijednosti opterećenja: Privremena opterećenja su određena kao rezultat obrade podataka iz dugotrajnih promatranja i mjerenja. Konstantna opterećenja izračunavaju se na temelju vlastite težine i volumena konstrukcija, ostalih građevinskih elemenata i opreme. Standardna opterećenja uzimaju se u obzir pri proračunu konstrukcija za drugu skupinu graničnih stanja - za progibe.

Projektna opterećenja utvrđuju se na temelju normativnih, uzimajući u obzir njihovu moguću varijabilnost, posebice naviše. Da biste to učinili, vrijednosti standardnih opterećenja množe se faktorom sigurnosti opterećenja y,čije su vrijednosti različite za različita opterećenja, ali su sve veće od jedinice. Vrijednosti raspodijeljenog opterećenja dane su u kilopaskalima (kPa), što odgovara kilonewtonima po kvadratnom metru (kN/m). Većina izračuna koristi linearne vrijednosti opterećenja (kN/m). Pri proračunu konstrukcija za prvu skupinu graničnih stanja, za čvrstoću i stabilnost, koriste se proračunska opterećenja.

g”, koji djeluje na konstrukciju sastoji se od dva dijela: prvi dio je opterećenje od svih elemenata ogradne konstrukcije i materijala koje ta konstrukcija nosi. Opterećenje od svakog elementa određuje se množenjem njegovog volumena s gustoćom materijala i razmakom konstrukcija; drugi dio je opterećenje od vlastite težine glavne nosive konstrukcije. U preliminarnom proračunu, opterećenje vlastite težine glavne nosive konstrukcije može se približno odrediti, s obzirom na stvarne dimenzije sekcija i volumene konstrukcijskih elemenata.

jednak umnošku standarda pomnoženom faktorom pouzdanosti opterećenja u. Za opterećenje od vlastite težine konstrukcija y= 1.1, te za opterećenja od izolacije, krovišta, parne brane i dr y = 1.3. Konstantno opterećenje od konvencionalnih nagnutih površina s kutom nagiba A zgodno je pozvati se na njihovu horizontalnu projekciju dijeljenjem s cos A.

Standardno opterećenje snijegom s H određuje se na temelju standardne težine snježnog pokrivača, dakle, koja je dana u standardima opterećenja (kN/m 2 ) horizontalne projekcije pokrivača ovisno o snježnom području zemlje. Ova vrijednost se množi s koeficijentom p, koji uzima u obzir nagib i druge značajke oblika premaza. Tada je standardno opterećenje s H = s 0 p- Za dvostrešne krovove s a ^ 25°, p = 1, za a > 60° p = 0, a za srednje kutove kosina od 60° >*<х > 25° p == (60° - a°)/35°. Ovaj. opterećenje je jednoliko i može biti dvostrano i jednostrano.

Kod zasvođenih obloga duž segmentnih rešetki ili lukova, ravnomjerno opterećenje snijegom određuje se uzimajući u obzir koeficijent p, koji ovisi o omjeru duljine raspona / prema visini luka /: p = //(8/).

Kada je odnos visine luka prema rasponu f/l= Opterećenje snijegom od 1/8 može biti trokutasto s maksimalnom vrijednošću od s” na jednom nosaču i 0,5 s” na drugom i nultom vrijednošću na grebenu. Koeficijenti p koji određuju maksimalno opterećenje snijegom na omjerima f/l= 1/8, 1/6 i 1/5, odnosno jednako 1,8; 2.0 i 2.2. Opterećenje snijegom na lancetastim oblogama može se odrediti kao na zabatnim oblogama, smatrajući da je pokrov uvjetno zabat duž ravnina koje prolaze kroz tetive osi poda na lukovima. Projektirano opterećenje snijegom jednako je umnošku standardnog opterećenja i faktora sigurnosti opterećenja 7- Za većinu lakih drvenih i plastičnih konstrukcija s omjerom standardnog konstantnog opterećenja i opterećenja snijegom g n /s H < 0,8 коэффициент y = 1.6. Za velike omjere ovih opterećenja na =1,4.

Pretpostavlja se da je opterećenje od težine osobe s teretom jednako - standardno R"= 0,1 kN i dizajn R = p i y = 0,1 1,2 = 1,2 kN. Opterećenje vjetrom. Standardno opterećenje vjetrom w sastoji se od tlaka w’+ i usisavanja w n – vjetar. Početni podaci pri određivanju opterećenja vjetrom su vrijednosti tlaka vjetra usmjerene okomito na površine krovišta i zidova zgrada Wi(MPa), ovisno o regiji vjetra u zemlji i prihvaćeno prema normama opterećenja i utjecaja. Standardna opterećenja vjetrom w" određuju se množenjem normalnog tlaka vjetra s koeficijentom k, uzimajući u obzir visinu zgrada i aerodinamički koeficijent S, uzimajući u obzir njegov oblik. Za većinu drvenih i plastičnih zgrada čija visina ne prelazi 10 m, k = 1.

Aerodinamički koeficijent S ovisi o obliku građevine, njezinim apsolutnim i relativnim dimenzijama, nagibima, relativnim visinama pokrova i smjeru vjetra. Na većini kosih krovova, čiji kut nagiba ne prelazi a = 14°, opterećenje vjetrom djeluje u obliku usisa. W-. Istovremeno, općenito ne povećava, već smanjuje sile u konstrukcijama od stalnih i snježnih opterećenja i ne može se uzeti u obzir u faktoru sigurnosti pri proračunu. Opterećenje vjetrom mora se uzeti u obzir pri proračunu stupova i zidova zgrada, kao i pri proračunu trokutastih i lancetastih konstrukcija.

Izračunato opterećenje vjetrom jednako je standardnom opterećenju pomnoženom s faktorom sigurnosti y= 1.4. Tako, w = = w”y.

Regulatorni otpor drvo RH(MPa) su glavne karakteristike čvrstoće drva u područjima bez grešaka. Utvrđuju se rezultatima brojnih laboratorijskih kratkotrajnih ispitivanja malih standardnih uzoraka suhog drva s vlagom od 12% na vlak, pritisak, savijanje, gnječenje i usitnjavanje.

95% ispitanih uzoraka drva imat će tlačnu čvrstoću jednaku ili veću od standardne vrijednosti.

Vrijednosti standardnih otpora date su u dodatku. 5 praktično se koriste u laboratorijskim ispitivanjima čvrstoće drva pri izradi drvenih konstrukcija i pri određivanju nosivosti pogonskih nosivih konstrukcija pri njihovim pregledima.

Izračunati otpori drvo R(MPa) glavne su karakteristike čvrstoće pravih drvenih elemenata stvarnih konstrukcija. Ovo drvo ima prirodne nedostatke i godinama je bilo izloženo stresu. Izračunati otpori dobiveni su na temelju standardnih otpora uzimajući u obzir koeficijent pouzdanosti materijala na i koeficijent trajanja opterećenja t al prema formuli

Koeficijent na znatno više od jednog. Uzima u obzir smanjenje čvrstoće pravog drva kao rezultat heterogenosti strukture i prisutnosti raznih nedostataka koji se ne pojavljuju u laboratorijskim uzorcima. U osnovi, čvrstoću drva smanjuju čvorovi. Rezanjem i širenjem njegovih uzdužnih vlakana smanjuju radnu površinu presjeka, stvarajući ekscentričnost uzdužnih sila i nagib vlakana oko čvora. Nagib vlakana uzrokuje da se drvo rasteže poprijeko i pod kutom u odnosu na vlakna, čija je čvrstoća u tim smjerovima mnogo manja nego uzduž vlakana. Defekti drva smanjuju čvrstoću drva na vlačnu čvrstoću za gotovo polovicu i oko jedan i pol puta na pritisak. Pukotine su najopasnije na mjestima gdje se drvo cijepa. Povećanjem veličina presjeka elemenata smanjuju se naprezanja pri njihovom razaranju zbog veće heterogenosti raspodjele naprezanja po presjecima, što se također uzima u obzir pri određivanju proračunskih otpora.

Koeficijent trajanja opterećenja t dl<С 1- Он учитывает, что древесина без пороков может неограниченно долго выдерживать лишь около половины той нагрузки, которую она выдерживает при кратковременном нагружении в процессе испытаний. Следовательно, ее длительное Rin otpornost Ja sam skoro ^^ polovica kratkoročnih /tg.

Kvaliteta drva prirodno utječe na vrijednosti njegovih proračunatih otpora. Drvo 1. razreda - s najmanje nedostataka, ima najveću izračunatu otpornost. Izračunati otpori drva 2. odnosno 3. razreda su niži. Na primjer, izračunata tlačna otpornost drva bora i smreke 2. razreda dobiva se iz izraza

Izračunate otpornosti drva bora i smreke na pritisak, napetost, savijanje, lomljenje i gnječenje dane su u prilogu. 6.

Koeficijenti uvjeta rada T Projektirana otpornost drva uzima u obzir uvjete u kojima se drvene konstrukcije proizvode i rade. Koeficijent rase T" uzima u obzir različitu čvrstoću drva različitih vrsta, različitu od čvrstoće drva bora i smreke. Faktor opterećenja t„ uzima u obzir kratkotrajnost vjetra i opterećenja instalacije. Kad se smrvi tn= 1,4, za druge vrste napona t n = 1.2. Koeficijent visine presjeka pri savijanju drva ljepljenih greda s presjekom većim od 50 cm /72b smanjuje se od 1 do 0,8, a s visinom presjeka 120 cm još više. Koeficijent debljine slojeva lijepljenih drvenih elemenata uzima u obzir porast njihove čvrstoće na pritisak i savijanje sa smanjenjem debljine ploča koje se lijepe, čime se povećava homogenost strukture lijepljenog drva. Njegove vrijednosti su unutar 0,95. 1.1. Koeficijent savijanja m rH uzima u obzir dodatna naprezanja na savijanje koja nastaju kod savijanja ploča tijekom proizvodnje savijenih elemenata od lijepljenog drva. Ovisi o omjeru radijusa savijanja prema debljini r/b ploča i ima vrijednost 1,0. 0.8 kada se taj omjer poveća sa 150 na 250. Temperaturni koeficijent m t uzima u obzir smanjenje čvrstoće drva u konstrukcijama koje rade na temperaturama od +35 do +50 °C. Smanjuje se s 1,0 na 0,8. Koeficijent vlažnosti t ow uzima u obzir smanjenje čvrstoće drva u konstrukcijama koje rade u vlažnom okruženju. Kada je vlažnost zraka u zatvorenom prostoru od 75 do 95%, tvl = 0,9. Na otvorenom u suhim i normalnim područjima t ow = 0,85. Uz stalnu hidrataciju iu vodi t ow = 0,75. Faktor koncentracije naprezanja t k = 0,8 uzima u obzir lokalno smanjenje čvrstoće drva u područjima s urezima i rupama tijekom napetosti. Koeficijent trajanja opterećenja t dl = 0,8 uzima u obzir smanjenje čvrstoće drva kao rezultat činjenice da dugotrajna opterećenja ponekad čine više od 80% ukupnih opterećenja koja djeluju na konstrukciju.

Modul elastičnosti drva utvrđeno kratkotrajnim laboratorijskim ispitivanjima, E cr= 15-103 MPa. Uzimajući u obzir deformacije pri dugotrajnom opterećenju, pri proračunu po progibima £=10 4 MPa (prilog 7).

Standardni i izračunati otpori građevinske šperploče dobiveni su istim metodama kao i za drvo. U ovom slučaju uzet je u obzir njegov lisnati oblik i neparan broj slojeva s međusobno okomitim smjerovima vlakana. Stoga je čvrstoća šperploče u ova dva smjera različita i duž vanjskih vlakana nešto veća.

Najviše se koristi u konstrukcijama sedmoslojna šperploča marke FSF. Njegovi izračunati otpori duž vlakana vanjskih furnira jednaki su: vlačno # f. p = 14 MPa, kompresija #f. c = 12 MPa, savijanje izvan ravnine /? f.„ = 16 MPa, smicanje u ravnini # f. sk = 0,8 MPa i smicanje /? f. prosječno - 6 MPa. Preko vlakana vanjskih furnira, ove vrijednosti su redom jednake: rastezljivosti ja f_r= 9 MPa, kompresija # f. s = 8,5 MPa, savijanje # F.i = 6,5 MPa, smicanje R$ CK= 0,8 MPa, rez # f. av = = 6 MPa. Moduli elastičnosti i smicanja duž vanjskih vlakana jednaki su Ë f = 9-10 3 MPa i b f = 750 MPa i preko vanjskih vlakana £ f = 6-10 3 MPa i G$ = 750 MPa.

Proračun na temelju graničnih stanja

Proračun po graničnim stanjima Granična stanja su ona stanja u kojima se konstrukcija više ne može koristiti zbog vanjskih opterećenja i unutarnjih

U ovoj fazi već razumijemo da se proračuni građevinskih konstrukcija provode u skladu s nekim standardima. Nemoguće je sa sigurnošću reći koje, jer različite zemlje koriste različite standarde dizajna.

Dakle, u zemljama ZND-a koriste se različite verzije standarda, temeljene na sovjetskim SNiP-ovima i GOST-ovima; u europskim zemljama pretežno se prešlo na Eurocode (EN), au SAD-u se koriste ASCE, ACI itd. Očito će vaš projekt biti vezan za standarde zemlje iz koje je ovaj projekt naručen ili gdje će biti implementiran.

Ako su norme različite, onda su i kalkulacije drugačije?

Ovo pitanje toliko zabrinjava kalkulatore početnike da sam ga istaknuo u zasebnom paragrafu. Doista: ako otvorite neke strane standarde dizajna i usporedite ih, na primjer, sa SNiP-om, možete dobiti dojam da se strani sustav dizajna temelji na potpuno drugačijim principima, metodama i pristupima.

Međutim, treba razumjeti da standardi dizajna ne mogu proturječiti temeljnim zakonima fizike i moraju se temeljiti na njima. Da, mogu koristiti razne fizikalne karakteristike, koeficijente, čak i modele djelovanja pojedinih građevinskih materijala, ali sve ih spaja zajednička znanstvena baza temeljena na čvrstoći materijala, konstrukciji i teorijskoj mehanici.

Ovako izgleda provjera čvrstoće elementa metalne konstrukcije na napetost prema Eurokodu:

\[\frac(((N_(Ed))))(((N_(t,Rd)))) \le 1.0.\quad (1)\]

A evo kako izgleda slična provjera prema jednoj od najnovijih verzija SNiP-a:

\[\frac(N)(((A_n)(R_y)(\gamma _c))) \le 1.0.\quad (2)\]

Lako je pogoditi da iu prvom iu drugom slučaju sila vanjskog opterećenja (u brojniku) ne bi trebala premašiti silu koja karakterizira nosivost konstrukcije (u nazivniku). Ovo je jasan primjer općeg, znanstveno utemeljenog pristupa projektiranju zgrada i građevina od strane inženjera iz različitih zemalja.

Koncept graničnog stanja

Jednog dana (zapravo prije mnogo godina) znanstvenici i istraživači su primijetili da nije sasvim ispravno dizajnirati element na temelju jednog testa. Čak i za relativno jednostavne strukture, može postojati puno opcija za rad svakog elementa, a građevinski materijali mijenjaju svoje karakteristike kako se troše. A ako uzmemo u obzir i hitne i sanacijske uvjete konstrukcije, to dovodi do potrebe za sređivanjem, segmentacijom i klasifikacijom svih mogućih stanja konstrukcije.

Tako je nastao koncept "graničnog stanja". U Eurokodu je dano lakonsko tumačenje:

granično stanje – stanje konstrukcije u kojem konstrukcija ne zadovoljava odgovarajuće projektne kriterije

Možemo reći da granično stanje nastaje kada rad konstrukcije pod opterećenjem nadilazi projektna rješenja. Na primjer, dizajnirali smo okvir čeličnog okvira, ali u određenom trenutku njegovog rada jedan od nosača izgubio je stabilnost i savio se - dolazi do prijelaza u granično stanje.

Metoda proračuna građevinskih konstrukcija pomoću graničnih stanja je dominantna (zamijenila je manje "fleksibilnu" metodu dopuštenih naprezanja) i danas se koristi iu regulatornom okviru zemalja ZND-a iu Eurokodu. Ali kako inženjer može koristiti ovaj apstraktni koncept u konkretnim proračunima?

Ograničite grupe stanja

Prije svega, morate shvatiti da će se svaki vaš izračun odnositi na jedno ili drugo granično stanje. Projektant modelira rad strukture ne u nekom apstraktnom stanju, već u graničnom stanju. Odnosno, sve projektne karakteristike konstrukcije odabiru se na temelju graničnog stanja.

Istodobno, ne morate stalno razmišljati o teoretskoj strani problema - sve potrebne provjere već su uključene u standarde dizajna. Izvođenjem provjera time sprječavate nastanak graničnog stanja projektirane konstrukcije. Ako su sve provjere zadovoljene, tada se može pretpostaviti da se granično stanje neće dogoditi do kraja životnog ciklusa konstrukcije.

Budući da se u stvarnom projektiranju inženjer bavi nizom provjera (za naprezanja, momente, sile, deformacije), svi ovi proračuni su uvjetno grupirani, a govore o skupinama graničnih stanja:

granična stanja skupine I (u Eurokodu - prema nosivosti)
granična stanja skupine II (u Eurokodu - prema uporabljivosti)

Ako je nastupilo prvo granično stanje, tada:

struktura je uništena
konstrukcija još nije uništena, ali i najmanje povećanje opterećenja (ili promjena drugih radnih uvjeta) dovodi do uništenja

Zaključak je očit: daljnji rad zgrade ili građevine koja se nalazi u prvom graničnom stanju je nemoguć nema šanse:

Slika 1. Uništenje stambenog objekta (prvo granično stanje)

Ako je konstrukcija prešla u drugo (II) granično stanje, tada je njezin rad i dalje moguć. Međutim, to ne znači da je sve u redu s njim - pojedini elementi mogu dobiti značajne deformacije:

otklonima
rotacije sekcija
pukotine

U pravilu, prijelaz konstrukcije u drugo granično stanje zahtijeva neka ograničenja u radu, na primjer, smanjenje opterećenja, smanjenje brzine itd.:

Slika 2. Pukotine u betonu zgrade (drugo granično stanje)

U pogledu čvrstoće materijala

Na "fizičkoj razini", početak graničnog stanja znači, na primjer, da naprezanja u konstrukcijskom elementu (ili skupini elemenata) prelaze određeni dopušteni prag, koji se naziva proračunska otpornost. To mogu biti i drugi čimbenici stanja naprezanja i deformacija - na primjer, momenti savijanja, poprečne ili uzdužne sile koje premašuju nosivost konstrukcije u graničnom stanju.

Provjerava prvu skupinu graničnih stanja

Kako bi se spriječio nastanak prvog graničnog stanja, projektant je dužan provjeriti karakteristične presjeke konstrukcije:

za snagu
za održivost
za izdržljivost

Ispituju se čvrstoća svih nosivih konstrukcijskih elemenata bez iznimke, neovisno o materijalu od kojeg su izrađeni, te obliku i dimenzijama poprečnog presjeka. To je najvažnija i obvezna provjera bez koje računovođa nema pravo na miran san.

Provjera stabilnosti provodi se za komprimirane (centralne, ekscentrične) elemente.

Ispitivanje zamora treba provesti na elementima koji su podvrgnuti cikličkom opterećenju i rasterećenju kako bi se spriječili učinci zamora. To je tipično, na primjer, za raspone željezničkih mostova, budući da se tijekom kretanja vlakova faze rada utovara i istovara stalno izmjenjuju.

U ovom kolegiju upoznati ćemo se s osnovnim ispitivanjima čvrstoće armiranobetonskih i metalnih konstrukcija.

Provjere za drugu skupinu graničnih stanja

Da bi se spriječio nastanak drugog graničnog stanja, projektant je dužan provjeriti karakteristične presjeke:

za deformaciju (pomak)
za otpornost na pukotine (za armiranobetonske konstrukcije)

Deformacije trebaju biti povezane ne samo s linearnim pomacima konstrukcije (progibima), već i s kutovima rotacije sekcija. Osiguravanje otpornosti na pukotine važan je korak u projektiranju armiranobetonskih konstrukcija izrađenih od običnog i prednapregnutog armiranog betona.

Primjeri proračuna armiranobetonskih konstrukcija

Kao primjer, razmotrimo koje se provjere moraju izvršiti pri projektiranju konstrukcija od običnog (nenapregnutog) armiranog betona prema standardima.

Tablica 1. Grupiranje proračuna po graničnim stanjima:
M - moment savijanja; Q - sila smicanja; N - uzdužna sila (tlačna ili vlačna); e - ekscentricitet primjene uzdužne sile; T - okretni moment; F - vanjska koncentrirana sila (opterećenje); σ - normalno naprezanje; a je širina otvora pukotine; f - progib konstrukcije

Napominjemo da se za svaku skupinu graničnih stanja provodi cijeli niz provjera, a vrsta provjere (formula) ovisi o naponsko-deformacijskom stanju u kojem se konstruktivni element nalazi.

Već smo se približili tome kako izračunati građevinske konstrukcije. Na našem sljedećem sastanku razgovarat ćemo o opterećenjima i odmah započeti proračune.

Od 1955. godine proračun armiranobetonskih konstrukcija u našoj zemlji provodi se metodom graničnih stanja.

· Pod krajnjim mislimo takvo stanje konstrukcije, nakon čijeg postizanja daljnji rad postaje nemoguć zbog gubitka sposobnosti otpora vanjskim opterećenjima ili primanja neprihvatljivih pomaka ili lokalnih oštećenja. U skladu s tim utvrđene su dvije skupine graničnih stanja: prva - prema nosivosti; drugi je u smislu prikladnosti za normalnu upotrebu.

· Proračun za prvu skupinu graničnih stanja provodi se radi sprječavanja razaranja konstrukcija (proračun na čvrstoću), gubitka stabilnosti oblika konstrukcije (proračun na uzdužno savijanje) ili njezina položaja (proračun na prevrtanje ili klizanje), loma uslijed zamora (proračun na izdržljivost) .

· Proračun za drugu skupinu graničnih stanja ima za cilj spriječiti razvoj prekomjernih deformacija (ugiba), eliminirati mogućnost nastanka pukotina u betonu ili ograničiti širinu njihovog otvora, te također osigurati, ako je potrebno, zatvaranje pukotina nakon uklanjanja dijela opterećenja.

Proračun za prvu skupinu graničnih stanja je glavni i koristi se pri odabiru presjeka. Proračun za drugu skupinu napravljen je za one konstrukcije koje, budući da su jake, gube svoj učinak zbog prevelikih progiba (grede, veliki rasponi s relativno malim opterećenjem), stvaranja pukotina (rezervoari, tlačni cjevovodi) ili prekomjernog otvaranja pukotina. , što dovodi do preuranjene korozije armature.

Opterećenja koja djeluju na konstrukciju i karakteristike čvrstoće materijala od kojih je konstrukcija izrađena su promjenjive i mogu se razlikovati od prosječnih vrijednosti. Stoga, kako bi se osiguralo da se tijekom normalnog rada konstrukcije ne pojavi niti jedno od graničnih stanja, uvodi se sustav proračunskih koeficijenata koji uzima u obzir moguća odstupanja (u nepovoljnom smjeru) različitih čimbenika koji utječu na pouzdan rad konstrukcije: 1) koeficijenti pouzdanosti za opterećenje γ f, uzimajući u obzir promjenjivost opterećenja ili utjecaja; 2) faktori pouzdanosti za beton γ b i armaturu γ s. uzimajući u obzir varijabilnost njihovih svojstava čvrstoće; 3) koeficijenti pouzdanosti za predviđenu namjenu strukture γ n, uzimajući u obzir stupanj odgovornosti i kapital zgrada i građevina; 4) koeficijenti radnih uvjeta γ bi i γ si, koji omogućuju procjenu nekih značajki rada materijala i konstrukcija u cjelini, što se ne može izravno odraziti u proračunima.

Obračunski koeficijenti utvrđuju se na temelju probabilističkih i statističkih metoda. Omogućuju potrebnu pouzdanost konstrukcija u svim fazama: proizvodnje, transporta, izgradnje i rada.

Dakle, glavna ideja metode proračuna graničnog stanja je osigurati da čak iu onim rijetkim slučajevima kada na konstrukciju djeluju najveća moguća opterećenja, čvrstoća betona i armature bude minimalna, a radni uvjeti najnepovoljniji, struktura se ne urušava i ne dobiva neprihvatljive deformacije ili pukotine. Istodobno, u mnogim je slučajevima moguće dobiti ekonomičnija rješenja nego pri proračunu korištenjem prethodno korištenih metoda.

Opterećenja i udari . Pri projektiranju treba uzeti u obzir opterećenja koja nastaju tijekom izgradnje i rada konstrukcija, kao i tijekom proizvodnje, skladištenja i transporta građevinskih konstrukcija.

U proračunima se koriste standardne i proračunske vrijednosti opterećenja. Maksimalne vrijednosti opterećenja utvrđene standardima koji mogu djelovati na strukturu tijekom normalnog rada nazivaju se normativnim *. Stvarno opterećenje, zbog različitih okolnosti, može se više ili manje razlikovati od standardnog opterećenja. Ovo odstupanje uzima se u obzir faktorom sigurnosti opterećenja.

Proračuni konstrukcije provode se za proračunska opterećenja

gdje je q n - standardno opterećenje; γ f je koeficijent pouzdanosti opterećenja koji odgovara graničnom stanju koje se razmatra.

Pri proračunu za prvu skupinu graničnih stanja uzima se γ f: za konstantna opterećenja γ f = 1,1...1,3; privremeni γ f = 1,2...1,6, pri izračunavanju stabilnosti položaja (prevrtanje, klizanje, uspon), kada smanjenje težine konstrukcije pogoršava njezine radne uvjete, uzmite

Proračun konstrukcija za drugu skupinu graničnih stanja, uzimajući u obzir manji rizik od njihove pojave, provodi se za proračunska opterećenja pri γ f = l. Izuzetak su konstrukcije koje pripadaju I. kategoriji otpornosti na pukotine (vidi § 7.1), za koje je γ f >l.

Opterećenja i utjecaji na zgrade i građevine mogu biti trajni i privremeni. Potonji se, ovisno o trajanju djelovanja, dijele na dugotrajne, kratkotrajne i posebne.

Stalna opterećenja uključuju težinu dijelova konstrukcija, uključujući težinu nosivih i ogradnih konstrukcija; težina i pritisak tla (nasipi, zasipi); utjecaj prednaprezanja.

Privremena dugotrajna opterećenja uključuju: težinu stacionarne opreme - strojeva, motora, spremnika, transportera; težinu tekućina i krutina koje pune opremu; opterećenje podova od uskladištenog materijala i regala u skladištima, hladnjačama, spremištima knjiga, knjižnicama i pomoćnim prostorijama.

U slučajevima kada je potrebno uzeti u obzir utjecaj trajanja opterećenja na deformacije i nastanak pukotina, dugotrajna opterećenja uključuju i neka kratkotrajna. To su opterećenja od dizalica sa smanjenom standardnom vrijednošću, određena množenjem pune standardne vrijednosti okomitog opterećenja od jedne dizalice u svakom rasponu s koeficijentom: 0,5 - za skupine načina rada dizalica 4K-6K; 0,6 - za skupine načina rada dizalice 7K; 0,7 - za grupe načina rada dizalica 8K*; opterećenja snijegom sa smanjenom standardnom vrijednošću, određena množenjem pune standardne vrijednosti (vidi §11.4) s faktorom 0,3 - za snježno područje III, 0,5 - za područje IV, 0,6 - za područja V, VI; opterećenja od ljudi i opreme na podovima stambenih i javnih zgrada sa smanjenim standardnim vrijednostima. Ova opterećenja se klasificiraju kao dugotrajna opterećenja zbog činjenice da mogu djelovati dovoljno dugo da se pojave deformacije puzanja, povećavajući progib i širinu pukotine.

Kratkotrajna opterećenja uključuju: opterećenja od težine ljudi i opreme na podovima stambenih i javnih zgrada s punim standardnim vrijednostima; opterećenja od dizalica s punom standardnom vrijednošću; opterećenja snijegom s punom standardnom vrijednošću; opterećenja vjetrom, kao i opterećenja koja nastaju tijekom ugradnje ili popravka konstrukcija.

Posebna opterećenja nastaju tijekom seizmičkih, eksplozivnih ili hitnih udara.

Zgrade i konstrukcije podložne su istodobnom djelovanju različitih opterećenja, pa se njihovi proračuni moraju provesti uzimajući u obzir najnepovoljniju kombinaciju tih opterećenja ili sila uzrokovanih njima. Ovisno o sastavu opterećenja koja se uzimaju u obzir, razlikuju se: glavne kombinacije, koje se sastoje od stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja; posebne kombinacije koje se sastoje od trajnog, dugotrajnog, kratkotrajnog i jednog od posebnih opterećenja.

Privremena opterećenja uključena su u kombinacije kao dugotrajna - kada se uzima u obzir smanjena standardna vrijednost, kao kratkoročna - kada se uzima u obzir puna standardna vrijednost.

Vjerojatnost istodobne pojave najvećih opterećenja ili napora uzima se u obzir koeficijentima kombinacije ψ 1 i ψ 2. Ako glavna kombinacija uključuje trajno i samo jedno privremeno opterećenje (dugoročno i kratkoročno), tada se koeficijenti kombinacije uzimaju jednaki 1; kada se uzimaju u obzir dva ili više privremenih opterećenja, potonji se množe s ψ 1 = 0,95 za dugotrajna opterećenja i ψ 1 = 0,9 za kratkotrajna, jer se smatra malo vjerojatnim da ona istodobno postižu najveće proračunske vrijednosti.

* Grupe načina rada dizalica ovise o radnim uvjetima dizalica, nosivosti i usvajaju se u skladu s GOST 25546-82.

Pri proračunu konstrukcija za posebnu kombinaciju opterećenja, uključujući i eksplozivne učinke, kratkotrajna opterećenja se ne smiju uzeti u obzir.

Vrijednosti proračunskih opterećenja također se moraju pomnožiti s koeficijentom pouzdanosti za potrebe konstrukcija, uzimajući u obzir stupanj odgovornosti i kapital zgrada i građevina. Za zgrade I. klase (objekti posebnog gospodarskog značaja) γ n =1, za zgrade II. klase (državnogospodarski važni objekti) γ n =0,95, za zgrade III. radni vijek do 5 godina γ n =0,8.

Standardna i proračunska otpornost betona. Karakteristike čvrstoće betona su promjenjive. Čak će i uzorci iz iste šarže betona pri ispitivanju pokazati različite čvrstoće, što se objašnjava heterogenošću njegove strukture i nejednakim uvjetima ispitivanja. Na promjenjivost čvrstoće betona u konstrukcijama utječe i kvaliteta opreme, kvalifikacija radnika, vrsta betona i drugi čimbenici.

Riža. 2.3. Krivulje distribucije:

F m i F - prosječne i izračunate vrijednosti

sile vanjskog opterećenja;

F um i F u - isti, nosivost

Od svih mogućih vrijednosti čvrstoće potrebno je u proračun unijeti onu koja osigurava siguran rad konstrukcija s potrebnom pouzdanošću. Metode teorije vjerojatnosti pomažu u njenom utvrđivanju.

Varijabilnost svojstava čvrstoće u pravilu se pridržava Gaussovog zakona i karakterizirana je krivuljom distribucije (slika 2.3, a), koja povezuje karakteristike čvrstoće betona s učestalošću njihovog ponavljanja u eksperimentima. Pomoću krivulje distribucije možete izračunati prosječnu vrijednost privremene tlačne čvrstoće betona:

gdje je n 1, n 2,.., n k broj pokusa u kojima je zabilježena jakost R 1, R 2,…, R k, n ukupan broj pokusa. Širenje čvrstoće (odstupanje od prosjeka) karakterizira standardna devijacija (standard)

odnosno koeficijent varijacije ν = σ/R m. U formuli (2.8) Δ i = R i - R m.

Izračunavanjem σ, koristeći metode teorije vjerojatnosti, možemo pronaći vrijednost čvrstoće Rn, koja će imati zadanu pouzdanost (sigurnost):

gdje je æ pokazatelj pouzdanosti.

Što je veći æ (vidi sliku 2.3,a), to je veći broj uzoraka koji će pokazati čvrstoću R m - æσ i više, to je veća pouzdanost. Ako uzmemo R n =R m - σ kao minimalnu čvrstoću unesenu u izračun (tj. postavku æ = 1), tada će 84% svih uzoraka (mogu biti kocke, prizme, osmice) pokazati isto ili veća čvrstoća (pouzdanost 0,84). Pri æ = 1,64-95% uzoraka će pokazati čvrstoću R n =R m - 1,64σ ili više, a pri æ = 3 - 99,9% uzoraka će imati čvrstoću ne manju od R n =R m -Zσ. Dakle, ako unesete vrijednost R m -Zσ u izračun, tada će samo u jednom slučaju od tisuću čvrstoća biti niža od prihvaćene. Ovaj fenomen se smatra gotovo nevjerojatnim.

Prema standardima, glavna karakteristika koja se kontrolira u tvornici je klasa betona “B”*, predstavlja čvrstoću betonske kocke s rubom od 15 cm s pouzdanošću od 0,95.Čvrstoća koja odgovara klasi određena je formulom (2.9) s æ = 1,64

Vrijednost ν može varirati u širokim granicama.

Proizvođač mora osigurati čvrstoću Rn koja odgovara klasi betona, uzimajući u obzir koeficijent ν, određen za specifične uvjete proizvodnje. U poduzećima s dobro organiziranom proizvodnjom (proizvodnjom betona visoke homogenosti), stvarni koeficijent varijacije bit će mali, prosječna čvrstoća betona [vidi. formula (2.10)] može se uzeti niže, čime se može uštedjeti cement. Ako beton koji proizvodi poduzeće ima veliku varijabilnost čvrstoće (veliki koeficijent varijacije), tada je za osiguranje potrebnih vrijednosti Rn potrebno povećati čvrstoću betona Rm, što će uzrokovati prekomjernu potrošnju cement.

* Do 1984. glavna karakteristika čvrstoće betona bila je njegova klasa, koja je definirana kao prosječna vrijednost privremene tlačne čvrstoće betona R m u kgf/cm 2.

Standardna otpornost betonskih prizmi na aksijalni pritisak R b,n (prizmatična čvrstoća) određena je standardnom vrijednošću kubične čvrstoće, uzimajući u obzir odnos (1.1) koji povezuje prizmatičnu i kubičnu čvrstoću. Vrijednosti R b,n dane su u tablici. 2.1.

Standardna otpornost betona na aksijalni napon R bt,n u slučajevima kada se vlačna čvrstoća betona ne kontrolira određuje se standardnom vrijednošću kubične čvrstoće uzimajući u obzir odnos (1.2) koji povezuje vlačnu čvrstoću s tlačnom čvrstoćom. Vrijednosti R bt,n dane su u tablici. 2.1.

Ako se vlačna čvrstoća betona kontrolira izravnim ispitivanjem uzoraka u proizvodnji, tada se pretpostavlja da je standardna aksijalna vlačna otpornost jednaka

a karakterizira klasu betona u smislu vlačne čvrstoće.

Proračunski otpori betona za granična stanja prve skupine R b i R bt određuju se dijeljenjem standardnih otpora s odgovarajućim koeficijentima pouzdanosti betona na pritisak γ bc ili na vlak γ bt:

Za teški beton γ bc = 1,3; γ bt = 1,5.

Ovi koeficijenti uzimaju u obzir mogućnost smanjenja stvarne čvrstoće u usporedbi sa standardom zbog razlike u čvrstoći betona u stvarnim konstrukcijama od čvrstoće u uzorcima i nizu drugih čimbenika ovisno o uvjetima proizvodnje i rada konstrukcija. .

Tablica 2.1.

Karakteristike čvrstoće i deformacije teškog betona

Klasa betona prema čvrstoći na pritisak	Standardne otpornosti i proračunske otpornosti betona za proračun na temelju graničnih stanja skupine II, MPa		Proračunska otpornost betona pri proračunu pomoću graničnih stanja skupine I, MPa		Početni modul elastičnosti betona na pritisak E b ·10 -3, MPa
Klasa betona prema čvrstoći na pritisak	kompresija R bn , R b,ser	vlačna R btn , R bt,ser	kompresija R b	vlačna čvrstoća R bt	prirodno otvrdnjavanje	toplinski obrađeno
V 7,5 V 10 V 12,5 V 15 V 20 V 25 V 30 V 35 V 40 V 45 V 50 V 55 V60	5,50 7,50 9,50 11,0 15,0 18,5 22,0 25,5 29,0 32,0 36,0 39,5 43,0	0,70 0,85 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50	4,50 6,00 7,50 8,50 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0	0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65	16,0 18,0 21,0 23,0 27,0 30,0 32,5 34,5 36,0 37,5 39,0 39,5 40,0	14,5 16,0 19,0 20,5 24,5 27,0 29,0 31,0 32,5 34,0 35,0 35,5 36,0

Proračunski otpori betona za granična stanja grupe II R b,ser i R bt,ser određeni su faktorima sigurnosti γ bc = γ bt = 1, tj. uzimaju se jednaki normativnim otporima. To se objašnjava činjenicom da je nastanak graničnih stanja skupine II manje opasan od skupine I, jer u pravilu ne dovodi do kolapsa konstrukcija i njihovih elemenata.

Pri proračunu betonskih i armiranobetonskih konstrukcija, proračunska otpornost betona se, ako je potrebno, množi s koeficijentima radnih uvjeta γ bi, uzimajući u obzir: trajanje djelovanja i ponovljivost opterećenja, uvjete proizvodnje, prirodu konstrukcije itd. Za Na primjer, kako bi se uzelo u obzir smanjenje čvrstoće betona koje se događa pri dugotrajnom opterećenju, unesite koeficijent γ b 2 = 0,85...0,9, kada se uzimaju u obzir kratkotrajna opterećenja - γ b 2 = 1,1.

■ Standardna i proračunska otpornost armature . Standardni otpor armature R sn uzima se jednak najnižim kontroliranim vrijednostima: za armaturu šipke, žicu visoke čvrstoće i armaturnu užad - granicu tečenja, fizičku σ y ili uvjetnu σ 0,2; za običnu armaturnu žicu - napon jednak 0,75 vlačne čvrstoće, budući da GOST ne regulira granicu tečenja ove žice.

Vrijednosti standardne otpornosti R sn uzimaju se u skladu s važećim standardima za armaturni čelik, kao i za beton, s pouzdanošću od 0,95 (tablica 2.2).

Proračunske vlačne čvrstoće armature R s i R s,ser za granična stanja skupine I i II (tablica 2.2) određuju se dijeljenjem standardnih otpora s odgovarajućim faktorima pouzdanosti za armaturu γ s:

Faktor pouzdanosti je postavljen tako da isključuje mogućnost uništenja elemenata u slučaju prekomjerne konvergencije R s i R sn. Uzima u obzir varijabilnost površine poprečnog presjeka šipki, rani razvoj plastičnih deformacija armature itd. Njegova vrijednost za armaturu šipki klasa A-I, A-II je 1,05; klase A-III - 1.07...1.1; razredi A-IV, A-V-1.15; razredi A-VI - 1,2; za armaturu žice klasa Bp-I, B-I - 1.1; razreda B-II, Vr-II, K-7, K-19-1,2.

Pri proračunu pomoću graničnih stanja skupine II, vrijednost koeficijenta pouzdanosti za sve vrste armature uzima se jednaka jedan, tj. izračunati otpori R s, s er brojčano se razlikuju od standardnih.

Pri određivanju proračunske tlačne otpornosti armature R sc uzimaju se u obzir ne samo svojstva čelika, već i granična stišljivost betona. Uzimajući ε bcu = 2H·10 -3 , modul elastičnosti čelika E s = 2·10 -5 MPa, iz uvjeta spojnih deformacija betona i armature σ možemo dobiti najveće naprezanje σ sc postignuto u armaturi prije sloma betona. sc = ε bcu E s = ε s E s . Prema standardima, izračunata otpornost na pritisak armature R sc uzima se jednakom R s ako ne prelazi 400 MPa; za armaturu s većom vrijednošću R s izračunati otpor R sc uzima se 400 MPa (odnosno 330 MPa pri proračunu u stupnju tlačenja). Pod dugotrajnim opterećenjem, puzanje betona dovodi do povećanja tlačnog naprezanja u armaturi. Stoga, ako se proračunska otpornost betona uzme u obzir koeficijent radnih uvjeta γ b 2 = 0,85 ... 0,9 (tj. Uzimajući u obzir produljeno djelovanje opterećenja), tada je dopušteno, podložno odgovarajućem projektu zahtjevima, povećati vrijednost R sc na 450 MPa za čelike klasa A-IV i do 500 MPa za čelike klasa At-IV i više.

Pri proračunu konstrukcija prema skupini I graničnih stanja, izračunati otpori armature se, ako je potrebno, pomnože s koeficijentima radnih uvjeta γ si , uzimajući u obzir neravnomjernu raspodjelu naprezanja u presjeku, prisutnost zavarenih spojeva, višestruko djelovanje opterećenja itd. Primjerice, rad armature visoke čvrstoće pri naprezanjima iznad uvjetne granice razvlačenja uzima se u obzir koeficijentom radnih uvjeta γ s6 čija vrijednost ovisi o klasi armature i varira od 1,1 do 1.2 (vidi § 4.2).

Tablica 2.2.

Karakteristike čvrstoće i deformacije

armaturni čelici i užad.

okovi		Standardni R sn i proračunski otpori pri proračunu na temelju graničnih stanja skupine II R s, ser, mPa	Projektirana otpornost armature, MPa, pri proračunu prema graničnom stanju skupine I			elastičnost E s, 10 5 MPa
			rastezanje
			uzdužni i poprečni pri proračunu nagnutih presjeka pod djelovanjem momenta savijanja R s	poprečno pri proračunu kosih presjeka pod djelovanjem poprečne sile R sw
štap
A-I	6…40	235	225	175	225	2,1
A-II	10…80	295	280	225	280	2,1
A-III	6…8	390	355	285	355	2,0
	10…40	390	365	290	365	2,0
A-IV	10…28	590	510	405	400	1,9
A-V	10…32	785	680	545	400	1,9
A-VI	10…28	980	815	650	400	1,9
A-IIIb (s kontrolom istezanja i napetosti)	20…40	540	490	390	200	1,8
Žica
VR-I	3...5	410...395	375...360	270...260	375...360	1,7
B-II	3...8	1490...1100	1240...915	990...730	400	2,0
VR-II	3...8	1460...1020	1215...850	970...680	400	2,0
Žičara
K-7	6...15	1450...1290	1210...1080	965...865	400	1,8
K-19	14	1410	1175	940	400	1,8

Bilješka. Klase armature šipki u tabeli označavaju sve vrste armature odgovarajuće klase, npr. klasa A-V označava i A t -V, A t -VCK itd.

■ Osnovna načela izračuna.

· Kod proračuna prema I. graničnim stanjima (nosivost) mora biti zadovoljen uvjet

Lijeva strana izraza (2.14) predstavlja proračunsku silu jednaku praktično mogućoj maksimalnoj sili u presjeku elementa pri najnepovoljnijoj kombinaciji proračunskih opterećenja ili udara; ovisi o silama izazvanim proračunskim opterećenjima q pri γ f >1, koeficijentima kombinacije i faktorima pouzdanosti za potrebe konstrukcija γ n. Proračunska sila F ne smije premašiti proračunsku nosivost presjeka F u, koja je funkcija proračunskih otpora materijala i koeficijenata radnih uvjeta γ bi, γ si, uzimajući u obzir nepovoljne ili povoljne radne uvjete konstrukcija, kao i oblicima i dimenzijama presjeka.

Krivulje (sl. 2.3, b) raspodjele sila od vanjskog opterećenja 1 i nosivosti 2 ovise o varijabilnosti faktora koji su gore razmatrani i poštuju Gaussov zakon. Ispunjenje uvjeta (2.14), izraženo grafički, jamči potrebnu nosivost konstrukcije.

Pri proračunu prema graničnim stanjima grupe II:

· prema pomacima - zahtijeva se da progibi od standardnog opterećenja f ne prelaze granične vrijednosti progiba f u utvrđene normama za određeni konstrukcijski element f ≤ f u. Vrijednost f u uzima se prema ;

· za nastanak pukotina - sila od proračunskog ili standardnog opterećenja mora biti manja ili jednaka sili pri kojoj se pojavljuju pukotine u presjeku F ≤ F crc ;

· u pogledu otvaranja normalnih i kosih pukotina - širina njihovog otvora na razini vlačne armature treba biti manja od najveće granice otvora utvrđene standardima a cr c , u a crc ≤ a cr c , u = 0.l. ..0,4 mm.

U potrebnim slučajevima, potrebno je da pukotine nastale punim opterećenjem budu pouzdano zatvorene (stegnute) pod djelovanjem produženog dijela. U tim se slučajevima provode proračuni za zatvaranje pukotina.

PITANJA ZA SAMOTESTIRANJE:

1. Faze naponsko-deformacijskog stanja savijanja armiranobetonskih elemenata. Koje se od ovih faza koriste pri proračunu čvrstoće, otpornosti na pukotine i progiba?

2. Značajke stanja naprezanja i deformacija prednapetih konstrukcija.

3. Osnovni principi metoda proračuna presjeka na temelju dopuštenih naprezanja i razornih opterećenja. Nedostaci ovih metoda.

4. Osnovni principi proračuna metodom graničnog stanja.

Grupe graničnih stanja.

5. Koji su ciljevi proračuna za I i II skupinu graničnih stanja?

6. Klasifikacija opterećenja i njihove proračunske kombinacije.

7. Standardna i proračunska opterećenja. Faktori pouzdanosti

opterećenjem. U kojoj mjeri variraju?

8. Standardna otpornost betona. Kako je to povezano s prosjekom

snaga? S kojim se osiguranjem dodjeljuje?

9. Kako se određuje proračunska otpornost betona za skupine I i II?

granična stanja? U koju svrhu se uvode koeficijenti pouzdanosti i koeficijenti radnih uvjeta?

10. Kako se određuje standardna otpornost armature za razne čelike?

11. Proračunska otpornost armature, faktori pouzdanosti

i radnim uvjetima.

12. Općenito napišite uvjete koji isključuju pojavu

granična stanja I. i II. skupine te objasniti njihovo značenje.

Čitati:

Što je bolje: kupiti električni kotao za privatnu kuću ili ga napraviti sami? Najbolji radijatori za grijanje Radijatori za grijanje prostorija Savelovskoye smjer Moskovske željeznice Proizvodnja kupatila na Savelovskoj željeznici Projekti kuća od Evgeniya Moroza, gotovi projekti i individualni dizajn u Kazahstanu Tipičan niz stambenih zgrada u gradu