Dvije grupe graničnih stanja. Proračun presjeka prema graničnim stanjima Formula za proračun opterećenja prema drugom graničnom stanju

Odjeljci web-mjesta

Izbor urednika:

Oglašavanje

Dom - Klima

Građevinske konstrukcije moraju, prije svega, imati dovoljnu pouzdanost - odnosno sposobnost obavljanja određenih funkcija pod odgovarajućim uvjetima u određenom vremenskom razdoblju. Prestanak obavljanja barem jedne od funkcija koje za to pruža građevinska konstrukcija naziva se kvar.

Dakle, pod neuspjehom se podrazumijeva mogućnost nastanka takvog slučajnog događaja, čiji je rezultat društveni ili ekonomski gubitak. Vjeruje se da struktura u trenutku prije kvara prelazi u granično stanje.

Granična stanja su takva stanja, nastankom kojih konstrukcija prestaje udovoljavati zahtjevima za nju, odnosno gubi sposobnost otpornosti na vanjska opterećenja ili prima neprihvatljiva pomicanja ili lokalna oštećenja.

Razlozi nastanka graničnih stanja u građevinskim konstrukcijama mogu biti preopterećenja, niska kvaliteta materijala od kojih su izrađene i drugo.

Glavna razlika između razmatrane metode i prethodnih metoda proračuna (proračun po dopuštenim naprezanjima) je u tome što su ovdje jasno utvrđena granična stanja konstrukcija i umjesto jednog sigurnosnog faktora k u proračun se uvodi sustav projektnih koeficijenata koji jamče konstrukciju s određenom sigurnošću od nastanka ovih stanja u najnepovoljnijim (ali realno mogućim) uvjetima. Trenutno je ova metoda izračuna prihvaćena kao glavna službena.

Armiranobetonske konstrukcije mogu izgubiti potrebne performanse iz jednog od dva razloga:

1. Kao posljedica iscrpljivanja nosivosti (razaranje materijala u najopterećenijim dijelovima, gubitak stabilnosti pojedinih elemenata ili cijele konstrukcije u cjelini);

2. Kao posljedica prekomjernih deformacija (progiba, vibracija, slijeganja), kao i zbog stvaranja pukotina ili njihovog prekomjernog otvaranja.

U skladu s navedena dva razloga koji mogu uzrokovati gubitak performansi konstrukcija, norme utvrđuju dvije skupine njihovih graničnih stanja:

Po nosivosti (prva skupina);

Po prikladnosti za normalan rad (druga skupina).

Zadatak proračuna je spriječiti pojavu bilo kakvog graničnog stanja u razmatranoj konstrukciji tijekom razdoblja proizvodnje, transporta, ugradnje i rada.

Proračuni za granična stanja prve skupine trebaju 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 tijekom rada konstrukcije i u ostalim fazama njezina rada spriječilo prekomjerno otvaranje pukotina u širini, što dovodi do prerane korozije armature, odnosno njihovog nastanka, kao i kao pretjerani pokreti.

Procijenjeni faktori

To su opterećenja i mehaničke karakteristike materijala (beton i armatura). Imaju statističku varijabilnost ili širenje vrijednosti. Proračuni graničnog stanja uzimaju u obzir (u implicitnom obliku) varijabilnost opterećenja i mehaničkih karakteristika materijala, kao i različite nepovoljne ili povoljne radne uvjete za beton i armaturu, uvjete za izradu i rad elemenata zgrada i konstrukcija.

Opterećenja, mehaničke karakteristike materijala i projektni koeficijenti su normalizirani. Prilikom projektiranja armiranobetonskih konstrukcija, vrijednosti opterećenja, otpora betona i armature postavljaju se prema poglavljima SNiP 2.01.07-85 * i SP 52-101-2003.

Klasifikacija opterećenja. Normativna i proračunska opterećenja

Opterećenja i utjecaji na građevine 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 ogradnih konstrukcija zgrada i građevina, težina i pritisak tla, utjecaj prednaprezanja armiranobetonskih konstrukcija.

uključuju: težinu stacionarne opreme na podovima - alatnih strojeva, uređaja, motora, kontejnera itd .; tlak plinova, tekućina, rasutih tvari u spremnicima; podna opterećenja od uskladištenog materijala i regalne opreme u skladištima, hladnjačama, žitnicama, skladištima knjiga, arhivima i sličnim prostorima; temperaturni tehnološki učinci iz stacionarne opreme; težina sloja vode na ravnim površinama ispunjenim vodom itd.

To uključuje: težinu ljudi, materijale za popravke u područjima održavanja i popravka opreme, opterećenja snijegom 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 oštrim smetnjama u tehnološkom procesu, privremenim kvarom ili kvarom opreme i sl.

Opterećenja u skladu sa SNiP 2.01.07-85 * također su podijeljena na normativna i izračunata.

Regulatorna opterećenja nazivaju se opterećenja ili udari koji su po veličini bliski najvećoj mogućoj tijekom normalnog rada zgrada i građevina. Njihove vrijednosti su navedene u normama.

Nepovoljna varijabilnost opterećenja procjenjuje se faktorom sigurnosti opterećenja γ f.

Projektna vrijednost opterećenja g za izračun čvrstoće ili stabilnosti konstrukcije određuje se množenjem njezine 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, ispuna, grijača, izvedenih u tvornici, = 1,2, a na gradilištu = 1,3. Treba uzeti faktore sigurnosti opterećenja za jednoliko raspoređena opterećenja:

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

1,2 - pri punoj standardnoj vrijednosti od 2 kPa (2 kN / m 2) i više. Faktor sigurnosti za opterećenje za vlastitu težinu pri proračunu stabilnosti konstrukcije od uspona, 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 prema standardnim opterećenjima ili prema proračunskim, uzetim s γ f = 1.

Zgrade i građevine su podvrgnute istodobnom djelovanju različitih opterećenja. Stoga se proračun zgrade ili građevine u cjelini, ili njenih 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 razmatranih opterećenja, razlikuju se kombinacije:

- glavni, uključujući trajna, dugotrajna i kratkoročna opterećenja

T \u003d ΣT post + ψ 1 ΣT dugačak + ψ 2 ΣT višestruk,

gdje je T = M, T, Q;

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

- poseban, uključujući, osim stalnih, dugotrajnih i kratkoročnih opterećenja, posebno opterećenje (ψ 1 = 0,95, ψ 2 = 0,80).

BLOK BAZA I TEMELJI

izračun graničnog stanja

Principi izračunavanja baza po graničnim stanjima (I i II).

1 granično stanje- osiguravanje uvjeta za nemogućnost gubitka nosivosti, stabilnosti i oblika.

2 granično stanje- osiguravanje prikladnosti za normalan rad zgrada i građevina uz sprječavanje deformacija iznad norme (ne dolazi do gubitka stabilnosti).

Za 1 PS proračun se uvijek provodi, za 2 (za otpornost na pukotine) - samo za fleksibilne temelje (traka, ploča).

Za 1 PS izračuni se provode ako:

1) značajno horizontalno opterećenje se prenosi na bazu.

2) temelj se nalazi na padini ili blizu nje, ili je temelj sastavljen od ploča tla s velikim padanjem.

3) podloga je sastavljena od sporo zbijenih vodozasićenih muljevito-ilovastih tla s indeksom zasićenosti vodom S r ≥ 0,8 i faktorom konsolidacije s y ≤10 7 cm 2 /god - čvrstoća skeleta tla pri neutralnom tlaku.

4) baza je sastavljena od kamenog tla.

Projektni uvjeti za 1 PS:

F u - snaga krajnjeg otpora baze,

γ c \u003d 0.8..1.0 - skup radnih uvjeta baze tla,

γ n = 1,1..1,2 - faktor pouzdanosti, ovisi o namjeni zgrade.

Po 2 PS - uvijek provedeno.

S ≤ Su- procijenjeni ulov (at P ≤ R), gdje je P tlak ispod baze temelja.

R je izračunati otpor tla.

Bit metode

Metoda proračuna konstrukcija po graničnim stanjima daljnji je razvoj metode proračuna po razornim silama. Pri proračunu ovom metodom jasno se utvrđuju granična stanja konstrukcija i uvodi sustav projektnih koeficijenata koji jamči konstrukciju od nastanka ovih stanja pod najnepovoljnijim kombinacijama opterećenja i pri najnižim vrijednostima karakteristika čvrstoće. materijala.

Faze razaranja, ali sigurnost konstrukcije pod opterećenjem ne ocjenjuju se jednim sintetizirajućim faktorom sigurnosti, već sustavom projektnih koeficijenata. Konstrukcije projektirane i proračunate metodom graničnog stanja nešto su ekonomičnije.

2. Dvije grupe graničnih stanja

Graničnim stanjima smatraju se stanja u kojima konstrukcije prestaju ispunjavati zahtjeve koji su im nametnuti tijekom rada, odnosno gube sposobnost otpora vanjskim opterećenjima i utjecajima ili primaju neprihvatljiva kretanja ili lokalna oštećenja.

Armiranobetonske konstrukcije moraju ispunjavati zahtjeve proračuna za dvije skupine graničnih stanja: za nosivost - prva skupina graničnih stanja; prema prikladnosti za normalan rad – druga skupina graničnih stanja.

Proračun za granična stanja prve skupine provodi se kako bi se spriječilo:

Krhko, duktilno ili druga vrsta razaranja (proračun čvrstoće uzimajući u obzir, ako je potrebno, otklon strukture prije uništenja);

gubitak stabilnosti oblika konstrukcije (proračun stabilnosti tankozidnih konstrukcija i sl.) ili njezinog položaja (proračun za prevrtanje i klizanje potpornih zidova, ekscentrično opterećenih visokih temelja; proračun za uspon ukopanih ili podzemnih akumulacija i sl. .);

kvar na zamor (analiza zamora konstrukcija pod utjecajem ponavljajućeg pokretnog ili pulsirajućeg opterećenja: kranske grede, pragovi, temelji okvira i stropovi za neuravnotežene strojeve itd.);

uništavanje zbog kombiniranog djelovanja faktora sile i nepovoljnih utjecaja okoline (periodična ili stalna izloženost agresivnom okolišu, djelovanje naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja, itd.).

Proračun za granična stanja druge skupine provodi se kako bi se spriječilo:

stvaranje prekomjernog ili dugotrajnog otvaranja pukotina (ako je stvaranje ili produljeno otvaranje pukotina dopušteno u radnim uvjetima);

prekomjerni pokreti (progibi, kutovi rotacije, nagnuti kutovi i amplitude vibracija).

Proračun graničnih stanja konstrukcije kao cjeline, kao i njenih pojedinačnih elemenata ili dijelova, provodi se za sve faze: proizvodnju, transport, montažu i rad; ujedno, projektne sheme moraju biti u skladu s usvojenim projektnim rješenjima i svakom od navedenih faza.

3. Procijenjeni čimbenici

Projektni čimbenici - opterećenja i mehaničke karakteristike betona i armature (vlačna čvrstoća, granica popuštanja) - imaju statističku varijabilnost (raspršenost vrijednosti). Opterećenja i djelovanja mogu se razlikovati od zadane vjerojatnosti prekoračenja prosječnih vrijednosti, a mehaničke karakteristike materijala mogu se razlikovati od zadane vjerojatnosti pada prosječnih vrijednosti. Proračuni graničnog stanja uzimaju u obzir statističku varijabilnost opterećenja i mehaničkih karakteristika materijala, nestatističke čimbenike i razne nepovoljne ili povoljne fizikalne, kemijske i mehaničke uvjete za rad betona i armature, izradu i rad elemenata zgrada i konstrukcija. . Opterećenja, mehaničke karakteristike materijala i projektni koeficijenti su normalizirani.

Vrijednosti opterećenja, otpornosti betona i armature postavljene su prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i učinci" i "Beton i armiranobetonske konstrukcije".

4. Klasifikacija opterećenja. Regulatorna i projektna opterećenja

Ovisno o trajanju djelovanja, opterećenje se dijeli na trajno i privremeno. Privremena opterećenja, zauzvrat, podijeljena su na dugoročna, kratkoročna, posebna.

Opterećenja od težine nosivih i ogradnih konstrukcija zgrada i građevina, mase i pritiska tla, te utjecaja prednapregnutih armiranobetonskih konstrukcija su konstantna.

Dugotrajna opterećenja su od težine stacionarne opreme na podovima - alatnih strojeva, aparata, motora, spremnika itd.; tlak plinova, tekućina, rasutih tvari u spremnicima; tereti u skladištima, hladnjačama, arhivima, knjižnicama i sličnim zgradama i građevinama; dio privremenog opterećenja utvrđenog normama u stambenim zgradama, uredskim i udobnim prostorijama; dugotrajni temperaturni tehnološki učinci od stacionarne opreme; opterećenja od jedne mostne ili jedne mostne dizalice, pomnožena s koeficijentima: 0,5 za srednje teške dizalice i 0,7 za teška dizalica; opterećenja snijegom za III-IV klimatske regije s koeficijentima 0,3-0,6. Navedene vrijednosti dizalice, nekih privremenih i snježnih opterećenja dio su njihove ukupne vrijednosti i unose se u proračun uzimajući u obzir trajanje djelovanja ovih vrsta opterećenja na pomake, deformacije i pucanje. Pune vrijednosti ovih opterećenja su kratkoročne.

Kratkoročna su opterećenja od težine ljudi, dijelova, materijala u područjima održavanja i popravka opreme - šetnicama 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 mostnih dizalica koje se koriste u izgradnji ili radu zgrada i građevina; opterećenje snijegom i vjetrom; temperaturno klimatski učinci.

Posebna opterećenja uključuju: seizmičke i eksplozivne učinke; opterećenja uzrokovana kvarom ili kvarom opreme i oštrim kršenjem tehnološkog procesa (na primjer, s naglim povećanjem ili smanjenjem temperature itd.); utjecaj neravnomjernih deformacija podloge, popraćenih temeljnom promjenom strukture tla (na primjer, deformacije tala koje se sliježu tijekom namakanja ili tla permafrost tijekom odmrzavanja) itd.

Normativna opterećenja određuju se normama prema unaprijed određenoj vjerojatnosti prekoračenja prosječnih vrijednosti ili prema nazivnim vrijednostima. Regulatorna stalna opterećenja uzimaju se prema projektnim vrijednostima geometrijskih i strukturnih parametara i prema vrijednostima prosječne gustoće. Regulatorna privremena tehnološka i instalacijska opterećenja postavljena su 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.

Projektna opterećenja za projektiranje konstrukcija za čvrstoću i stabilnost određuju se množenjem standardnog opterećenja s faktorom sigurnosti opterećenja Vf, obično većim od jedan, na primjer g=gnyf. Koeficijent pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; od težine konstrukcija izrađenih od betona na lakim agregatima (s prosječnom gustoćom od 1800 kg/m3 ili manje) i raznim estrihama, zasipanjima, grijačima, izvođenim u tvornici, Yf = l.2, pri ugradnji yf = \.3 ; od raznih opterećenja pod naponom ovisno o njihovoj vrijednosti yf = it 2...1.4. Koeficijent preopterećenja od težine konstrukcija pri proračunu stabilnosti položaja protiv uspona, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava uvjete za rad konstrukcije, uzima se 7f = 0,9. Prilikom proračuna konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja množe se s faktorom 0,8. Projektna opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu grupu graničnih stanja) uzimaju se jednaka standardnim vrijednostima s koeficijentom Yf -1-

kombinacija opterećenja. Konstrukcije moraju biti projektirane za različite kombinacije opterećenja ili odgovarajućih sila ako se proračun provodi prema neelastičnoj shemi. Ovisno o sastavu tereta koji se uzima u obzir, razlikuju se: glavne kombinacije koje se sastoje od trajnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja ili sila od nx; posebne kombinacije koje se sastoje od trajnih, dugotrajnih, mogućih kratkoročnih i jednog od posebnih opterećenja ili napora od njih.

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

opterećenja ili odgovarajuće sile treba pomnožiti s faktorom kombinacije jednakim 0,9.

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

Norme također omogućuju smanjenje živih opterećenja pri izračunu greda i prečki, ovisno o površini opterećenog poda.

5. Stupanj odgovornosti zgrada i građevina

Stupanj odgovornosti građevine i građevina kada objekti dosegnu granična stanja određen je visinom materijalne i društvene štete. Prilikom projektiranja konstrukcija treba uzeti u obzir faktor pouzdanosti za potrebe jedinstvenog poduzeća, čija vrijednost ovisi o klasi odgovornosti zgrada ili građevina. Granične vrijednosti nosivosti, projektne vrijednosti otpora, granične vrijednosti deformacija, otvora pukotina ili projektne vrijednosti opterećenja, sila ili drugih utjecaja treba pomnožiti s ovim koeficijentom prema svrha.

Eksperimentalna istraživanja provedena u tvornicama montažnih armiranobetonskih proizvoda pokazala su da je za teške betone i beton na poroznim agregatima koeficijent varijacije Y ~ 0,135, što je prihvaćeno u normama.

U matematičkoj statistici, koristeći pa ili ni jedno ni drugo, procjenjuje se vjerojatnost ponavljanja vrijednosti privremenog otpora manjeg od V. Ako prihvatimo 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.

Kod kontrole klase betona u smislu aksijalne vlačne čvrstoće, normativna otpornost betona na aksijalnu vlačnu čvrstoću Rbtn uzima se jednakom njegovoj zajamčenoj čvrstoći (klasi) na. aksijalno rastezanje.

Projektna otpornost betona za proračun za prvu skupinu graničnih stanja određena je dijeljenjem standardnih otpora s odgovarajućim sigurnosnim faktorima za beton pri kompresiji ybc = 1,3 prn vlačna ^ = 1,5, au kontroli vlačne čvrstoće yy = 1,3 . Projektna otpornost betona na aksijalnu kompresiju

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

Vrijednosti projektne otpornosti betona sa zaobljenjem date su u pril. ja

Pri proračunu konstrukcijskih elemenata izračunati otpori betona Rb i Rbt se smanjuju, au nekim slučajevima povećavaju množenjem s odgovarajućim koeficijentima radnih uvjeta betona uj, uzimajući u obzir svojstva betona: trajanje opterećenja i njegovo višekratno ponavljanje; uvjeti, priroda i faza rada strukture; način njegove izrade, dimenzije presjeka itd.

Projektna tlačna otpornost armature Rsc koja se koristi u proračunu konstrukcija za prvu skupinu graničnih stanja, kada je armatura vezana na beton, uzima se jednaka odgovarajućoj projektnoj vlačnoj čvrstoći armature Rs, ali ne većoj od 400 MPa (na temelju krajnja stišljivost betonske kade). Prilikom proračuna konstrukcija za koje se proračunska otpornost betona uzima za dugotrajno opterećenje, uzimajući u obzir koeficijent radnih uvjeta y&2

Prilikom proračuna konstrukcijskih elemenata, projektni otpori armature se smanjuju ili u nekim slučajevima povećavaju množenjem s odgovarajućim koeficijentima radnih uvjeta ySi, uzimajući u obzir mogućnost nepotpune upotrebe njegovih karakteristika čvrstoće zbog neravnomjerne raspodjele naprezanja u poprečnom presjeku. , niska čvrstoća betona, uvjeti sidrenja, prisutnost zavoja, priroda vlačnog dijagrama čelika, promjena njegovih svojstava ovisno o radnim uvjetima konstrukcije itd.

Pri proračunu elemenata za djelovanje poprečne sile projektni otpori poprečne armature se smanjuju uvođenjem koeficijenta radnih uvjeta -um ^ OD, koji uzima u obzir neravnomjernu raspodjelu naprezanja u armaturi po dužini armature. nagnuti dio. Dodatno, za zavarenu poprečnu armaturu od žice klase Vr-I i šipku klase A-III uvodi se koeficijent Vs2=0,9 koji uzima u obzir mogućnost krhkog loma zavarenog spoja stezaljki. Stol 1 i 2 app. v.

Osim toga, projektne 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/lap - u zoni prijenosa naprezanja i u zoni sidrenja nenategnute armature bez ankera; 7 ^ 6 - tijekom rada "armature visoke čvrstoće pri naprezanjima iznad uvjetne granice popuštanja (7o.2.

Projektna otpornost armature za proračun za drugu skupinu graničnih stanja postavljena je na faktor pouzdanosti za armaturu 7s = 1, t.j. uzimaju se jednake standardnim vrijednostima Rs, ser = Rsn i uzimaju se u obzir s koeficijentom radnih uvjeta armature

Otpornost na pukotine armiranobetonske konstrukcije je njezina otpornost na stvaranje pukotina u I. stupnju naprezno-deformacijskog stanja ili otpor otvaranju pukotina u II. stupnju naponsko-deformiranog stanja.

U proračunu se postavljaju različiti zahtjevi na otpornost na pukotine armiranobetonske konstrukcije ili njenih dijelova, ovisno o vrsti korištene armature. Ovi zahtjevi odnose se na normalne pukotine i pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa i podijeljeni su u tri kategorije:

Kratkotrajno je otvaranje pukotina pod djelovanjem stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja; kontinuirano otvaranje pukotine smatra se pod djelovanjem samo stalnih i dugotrajnih opterećenja. Maksimalna širina otvora pukotine (accr - kratka i accr2 duga), koja osigurava normalan rad zgrada, otpornost na koroziju armature i trajnost konstrukcije, ovisno o kategoriji zahtjeva za otpornost na pukotine, ne smije biti veća od 0,05- 0,4 mm (Tablica II.2).

Prednapregnuti elementi pod tlakom tekućine ili plina (spremnici, tlačne cijevi i sl.), u potpuno zategnutom dijelu s šipkom ili žičanom armaturom, kao i u djelomično komprimiranom dijelu sa žičanom armaturom promjera 3 mm ili manje, moraju ispunjavati zahtjevima Prve kategorije. Ostali prednapeti elementi, ovisno o projektnim uvjetima i vrsti armature, moraju udovoljavati zahtjevima druge ili treće kategorije.

Postupak uzimanja u obzir opterećenja u proračunu otpornosti na pukotine ovisi o kategoriji zahtjeva za otpornost na pukotine: uz zahtjeve prve kategorije, proračun se provodi prema projektnim opterećenjima sa sigurnosnim faktorom za opterećenje yf> l (kao u proračunu za snagu); prema zahtjevima druge i treće kategorije, proračun se provodi za djelovanje opterećenja s koeficijentom V / \u003d b Proračun za stvaranje pukotina kako bi se utvrdila potreba za provjerom kratkotrajnog otvaranja pukotina za zahtjevima druge kategorije, proračun za nastanak pukotina se izvodi za djelovanje projektnih opterećenja s koeficijentom yf>U provjere otvaranja pukotine prema zahtjevima treće kategorije provode se pod djelovanjem opterećenja s koeficijentom Y / -1. U proračunu otpornosti na pukotine uzima se u obzir zajedničko djelovanje svih opterećenja, osim posebnih. Posebna opterećenja uzimaju se u obzir pri proračunu nastanka pukotina u slučajevima kada pukotine dovode do katastrofalne situacije. Proračun zatvaranja pukotina prema zahtjevima druge kategorije provodi se za djelovanje stalnih i dugotrajnih opterećenja s koeficijentom y / -1. Postupak obračuna opterećenja dat je u tablici. P.Z. Na krajnjim presjecima prednapregnutih elemenata unutar duljine zone prijenosa naprezanja s armature na beton 1P nije dopušteno pucanje pod kombiniranim djelovanjem svih opterećenja (osim posebnih) unesenih u proračun s koeficijentom Y / = L OVO Zahtjev je zbog činjenice da prijevremeno pucanje betona na krajnjim dijelovima elemenata - može dovesti do izvlačenja armature iz betona pod opterećenjem i iznenadnog uništenja.

povećanje otklona. Utjecaj ovih pukotina uzima se u obzir u konstrukcijskim proračunima. Za elemente koji rade u S& uvjetima djelovanja ponovljenih opterećenja i proračunatih na izdržljivost nije dopušteno stvaranje takvih pukotina.

Granična stanja prve skupine. Proračuni čvrstoće polaze od III. faze stanja naprezanja i deformacije. Presjek konstrukcije ima potrebnu čvrstoću ako sile od projektnih opterećenja ne prelaze sile koje presjek percipira pri projektnim otporima materijala, uzimajući u obzir koeficijent radnih uvjeta. Sila iz projektnih opterećenja T (na primjer, moment savijanja ili uzdužna sila) funkcija je standardnih opterećenja, faktora sigurnosti i drugih čimbenika C (projektni model, dinamički faktor itd.).

Granična stanja druge skupine. Proračun nastanka pukotina, normalnih i nagnutih prema uzdužnoj osi elementa, provodi se kako bi se provjerila otpornost na pukotine elemenata na koje se postavljaju zahtjevi prve kategorije, te utvrdilo da li se pukotine pojavljuju u elementima čiji su otpornost na pukotine nameću zahtjevi druge i treće kategorije. Vjeruje se da se pukotine normalne na uzdužnu os ne pojavljuju ako sila T (moment savijanja ili uzdužna sila) od djelovanja opterećenja ne prelazi silu TSgf, koja se može uočiti presjekom elementa

Smatra se da se pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa ne pojavljuju ako glavna vlačna naprezanja u betonu ne prelaze projektne vrijednosti,

Proračun za otvaranje pukotine, normalno i nagnuto prema uzdužnoj osi, sastoji se u određivanju širine otvora pukotine na razini vlačne armature i usporedbi s maksimalnom širinom otvora. Podaci o maksimalnoj širini otvaranja pukotine dati su u tablici. II.3.

Proračun pomaka sastoji se u određivanju otklona elementa od opterećenja, uzimajući u obzir trajanje njihovog djelovanja i uspoređujući ga s krajnjim otklonom.

Granične progibe postavljaju različiti zahtjevi: tehnološki, zbog normalnog rada dizalica, tehnoloških instalacija, strojeva i sl.; konstruktivno, zbog utjecaja susjednih elemenata koji ograničavaju deformacije, potrebe za izdržavanjem određenih nagiba itd.; estetski.

Granični progibi prednapregnutih elemenata mogu se povećati za visinu savijanja, ako to nije ograničeno tehnološkim ili projektnim zahtjevima.

Postupak uzimanja u obzir opterećenja pri proračunu progiba je sljedeći: kada je ograničeno tehnološkim ili projektnim zahtjevima - za djelovanje stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja; kada je ograničen estetskim zahtjevima - na djelovanje stalnih i dugotrajnih opterećenja. U ovom slučaju, faktor sigurnosti opterećenja uzima se kao Yf

Granični progibi utvrđeni normama za različite armiranobetonske elemente dani su u tablici II.4. Granični otklon konzola, koji se odnosi na dohvat konzole, uzima se dvostruko veći.

Osim toga, potrebno je izvršiti dodatni proračun ljuljanja za armiranobetonske podne ploče, stepenice, podeste itd. koji nisu povezani sa susjednim elementima: dodatni otklon od kratkotrajnog koncentriranog opterećenja od 1000 N s najnepovoljnijom shemom njegove primjene ne smije prelaziti 0,7 mm.

1. Bit metode

2. Dvije grupe graničnih stanja

kvar na zamor (analiza zamora konstrukcija pod utjecajem ponavljajućeg pokretnog ili pulsirajućeg opterećenja: kranske grede, pragovi, temelji okvira i stropovi za neuravnotežene strojeve itd.);

Proračun za granična stanja druge skupine provodi se kako bi se spriječilo:

stvaranje prekomjernog ili dugotrajnog otvaranja pukotina (ako je stvaranje ili produljeno otvaranje pukotina dopušteno u radnim uvjetima);

prekomjerni pokreti (progibi, kutovi rotacije, nagnuti kutovi i amplitude vibracija).

3. Procijenjeni čimbenici

Vrijednosti opterećenja, otpornosti betona i armature postavljene su prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i učinci" i "Beton i armiranobetonske konstrukcije".

4. Klasifikacija opterećenja. Regulatorna i projektna opterećenja

Ovisno o trajanju djelovanja, opterećenje se dijeli na trajno i privremeno. Privremena opterećenja, zauzvrat, podijeljena su na dugoročna, kratkoročna, posebna.

Opterećenja od težine nosivih i ogradnih konstrukcija zgrada i građevina, mase i pritiska tla, te utjecaja prednapregnutih armiranobetonskih konstrukcija su konstantna.

Projektna opterećenja za projektiranje konstrukcija za čvrstoću i stabilnost određuju se množenjem standardnog opterećenja s faktorom sigurnosti opterećenja Vf, obično većim od jedan, na primjer g=gnyf. Koeficijent pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; od težine konstrukcija izrađenih od betona na lakim agregatima (s prosječnom gustoćom od 1800 kg/m3 ili manje) i raznim estrihama, zasipanjima, grijačima, izvođenim u tvornici, Yf = l.2, pri ugradnji 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 uspona, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava uvjete za rad konstrukcije, uzima se 7f = 0,9. Prilikom proračuna konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja množe se s faktorom 0,8. Projektna opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu grupu graničnih stanja) uzimaju se jednaka standardnim vrijednostima s koeficijentom Yf -1-

opterećenja ili odgovarajuće sile treba pomnožiti s faktorom kombinacije jednakim 0,9.

Norme također omogućuju smanjenje živih opterećenja pri izračunu greda i prečki, ovisno o površini opterećenog poda.

5. Stupanj odgovornosti zgrada i građevina

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

0,135, što je prihvaćeno u normama.

Vrijednosti projektne otpornosti betona sa zaobljenjem date su u pril. ja

Osim toga, projektne 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 nenategnute armature bez ankera; 7 ^ 6 - pri radu s armaturom visoke čvrstoće pri naprezanjima iznad uvjetne granice popuštanja (7o.2.

Smatra se da se pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa ne pojavljuju ako glavna vlačna naprezanja u betonu ne prelaze projektne vrijednosti,

Proračun pomaka sastoji se u određivanju otklona elementa od opterećenja, uzimajući u obzir trajanje njihovog djelovanja i uspoređujući ga s krajnjim otklonom.

Granični progibi prednapregnutih elemenata mogu se povećati za visinu savijanja, ako to nije ograničeno tehnološkim ili projektnim zahtjevima.

Granični progibi utvrđeni normama za različite armiranobetonske elemente dani su u tablici II.4. Granični otklon konzola, koji se odnosi na dohvat konzole, uzima se dvostruko veći.

Metoda izračuna graničnog stanja

Poglavlje 2. Eksperimentalni temelji teorije otpornosti armiranog betona i metode proračuna armiranobetonskih konstrukcija

Metoda izračuna graničnog stanja

Prilikom proračuna ovom metodom konstrukcija se razmatra u svom projektnom graničnom stanju. Za projektno granično stanje uzima se takvo stanje konstrukcije u kojem ona prestaje udovoljavati operativnim zahtjevima koji su joj nametnuti, tj. ili gubi sposobnost otpornosti na vanjske utjecaje, ili dobiva neprihvatljive deformacije ili lokalna oštećenja.

Za čelične konstrukcije utvrđena su dva projektna granična stanja:

prvo projektno granično stanje, određeno nosivošću (snago, stabilnost ili izdržljivost); ovo granično stanje moraju zadovoljiti sve čelične konstrukcije;
drugo projektno 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 projektno granično stanje izražava se nejednakošću

gdje je N projektirana sila u konstrukciji iz zbroja učinaka projektnih opterećenja P u najnepovoljnijoj kombinaciji;

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

Maksimalne vrijednosti opterećenja utvrđene normama (SNiP) dopuštene tijekom normalnog rada konstrukcija nazivaju se standardnim opterećenjem R n (vidi Dodatak I, Opterećenja i faktori opterećenja).

Projektna opterećenja P, za koja je konstrukcija proračunana (prema graničnom stanju), uzimaju se nešto veća od normativnih. Projektno opterećenje definira se kao umnožak standardnog opterećenja faktorom preopterećenja n (većim od jedan), uzimajući u obzir opasnost od prekoračenja opterećenja u usporedbi s njegovom standardnom vrijednošću zbog moguće varijabilnosti opterećenja:

Vrijednosti koeficijenata p date su u tablici Regulatorna i projektna opterećenja, faktori preopterećenja.

Dakle, strukture se razmatraju pod utjecajem ne operativnih (normativnih), već projektnih opterećenja. Iz utjecaja projektnih opterećenja na konstrukciju određuju se projektne 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 krajnjoj otpornosti materijala na djelovanje sile, koju karakteriziraju mehanička svojstva materijala i koja se naziva normativni otpor R n, kao i o geometrijskim karakteristikama presjeka (površina presjeka F, modul W, itd.).

Za konstrukcijski čelik, pretpostavlja se da je normativna otpornost jednaka granici popuštanja,

(za najčešći građevinski čelik razreda St. 3 σ t \u003d 2.400 kg / cm 2).

Projektna otpornost čelika R uzima se kao naprezanje jednako standardnom otporu pomnoženom s koeficijentom ujednačenosti k (manjim od jedan), uzimajući u obzir opasnost od smanjenja otpora materijala u usporedbi s njegovom standardnom vrijednošću zbog varijabilnosti 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 najmanjoj mogućoj vrijednosti granice popuštanja materijala, koja se za projekt uzima kao granica.

Osim toga, radi sigurnosti konstrukcije moraju se uzeti u obzir sva moguća odstupanja od normalnih uvjeta uzrokovana značajkama rada konstrukcije (npr. uvjeti koji doprinose pojavi pojačane korozije i sl.). Za to se uvodi koeficijent radnih uvjeta m, koji se za većinu konstrukcija i priključaka uzima jednakim jedan (vidi Koeficijenti radnih uvjeta m u prilogu).

Dakle, glavna računska jednadžba (1.I) imat će sljedeći oblik:

pri provjeravanju čvrstoće konstrukcije pod djelovanjem aksijalnih sila ili momenata

gdje su N i M projektirane aksijalne sile ili momenti od projektnih opterećenja (uzimajući u obzir faktore preopterećenja); F nt - neto površina poprečnog presjeka (minus rupe); W nt - modul neto presjeka (minus rupe);

prilikom provjere stabilnosti konstrukcije

gdje je F br i W br - površina i moment otpora bruto presjeka (isključujući rupe); φ i φ b - koeficijenti koji smanjuju konstrukcijski otpor na vrijednosti koje osiguravaju stabilnu ravnotežu.

Obično se pri izračunu predviđene izvedbe najprije odabire presjek elementa, a zatim se provjerava naprezanje od projektnih sila koje ne bi smjelo premašiti projektni otpor pomnožen s koeficijentom radnih uvjeta.

Stoga ćemo uz formule oblika (4.I) i (5.I) ove formule ispisati u radnom obliku kroz izračunata naprezanja, na primjer:

gdje je σ projektno naprezanje u konstrukciji (od projektnih opterećenja).

Koeficijenti φ i φ b u formulama (8.I) i (9.I) ispravnije su zapisani na desnoj strani nejednadžbe kao koeficijenti koji smanjuju izračunate otpore na kritična naprezanja. I samo radi praktičnosti provođenja izračuna i usporedbe rezultata, oni su napisani u nazivniku lijeve strane ovih formula.

* Vrijednosti standardnih otpora i koeficijenata uniformnosti date su u "Građevinskim normama i pravilima" (SNiP), kao iu "Normama i specifikacijama za projektiranje čeličnih konstrukcija" (NiTU 121-55).

"Projektovanje čeličnih konstrukcija",

Postoji nekoliko kategorija napona: osnovni, lokalni, dodatni i unutarnji. Osnovni stresovi su naprezanja koja se razvijaju unutar tijela kao rezultat uravnoteženja učinaka vanjskih opterećenja; oni broje. Uz neravnomjernu raspodjelu toka snage po presjeku, uzrokovanu, na primjer, oštrom promjenom 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 svom radnom stanju pod djelovanjem opterećenja dopuštenih tijekom normalnog rada konstrukcije, odnosno standardnih opterećenja. Uvjet čvrstoće konstrukcije je da naprezanja u konstrukciji od standardnih opterećenja ne prelaze dopuštena naprezanja utvrđena normama, a koja su dio krajnjeg naprezanja materijala prihvaćenog za građevinski čelik...

Metoda analize graničnog stanja - Metoda analize čelične konstrukcije - Osnove projektiranja - Projektiranje čelične konstrukcije

Prilikom proračuna ovom metodom konstrukcija se razmatra u svom projektnom graničnom stanju. Takvo stanje se uzima kao granično stanje dizajna...

Dvije grupe graničnih stanja

Proračun za granična stanja prve skupine provodi se kako bi se spriječilo:

Krhko, duktilno ili druga vrsta razaranja (proračun čvrstoće uzimajući u obzir, ako je potrebno, otklon strukture prije uništenja);

Gubitak stabilnosti oblika konstrukcije (proračun stabilnosti tankozidnih konstrukcija i sl.) ili njenog položaja (proračun za prevrtanje i klizanje potpornih zidova, ekscentrično opterećenih visokih temelja; proračun uspona ukopanih ili podzemnih akumulacija i sl. .);

Otpor na zamor (proračun zamora konstrukcija pod utjecajem ponavljajućeg pokretnog ili pulsirajućeg opterećenja: kranske grede, pragovi, temelji okvira i stropovi za neuravnotežene strojeve itd.);

Uništavanje zbog kombiniranog djelovanja čimbenika sile i nepovoljnih utjecaja okoline (periodična ili stalna izloženost agresivnom okolišu, djelovanje naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja, itd.).

Proračun za granična stanja druge skupine provodi se kako bi se spriječilo:

Stvaranje prekomjernog ili dugotrajnog otvaranja pukotine (ako je, prema radnim uvjetima, dopušteno stvaranje ili produljeno otvaranje pukotine);

Prekomjerni pokreti (progibi, kutovi rotacije, nagnuti kutovi i amplitude vibracija).

Vrijednosti opterećenja, otpornosti betona i armature postavljene su prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i učinci" i "Beton i armiranobetonske konstrukcije".

Klasifikacija opterećenja. Regulatorna i projektna opterećenja

Ovisno o trajanju djelovanja, opterećenje se dijeli na trajno i privremeno. Privremena opterećenja, zauzvrat, podijeljena su na dugoročna, kratkoročna, posebna.

Opterećenja od težine nosivih i ogradnih konstrukcija zgrada i građevina, mase i pritiska tla, te utjecaja prednapregnutih armiranobetonskih konstrukcija su konstantna.

Vrijednosti prosječne gustoće. Normativni privremeni; tehnološka i instalacijska opterećenja postavljena su 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.

Projektna opterećenja za proračun čvrstoće i stabilnosti konstrukcija određuju se množenjem standardnog opterećenja s faktorom sigurnosti opterećenja Yf, obično većim od jedan, na primjer G= Gnyt. Koeficijent pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; o težini betonskih konstrukcija na lakim agregatima (s prosječnom gustoćom od 1800 kg/m3 ili manje) i raznim estrišima, zasipanjima, grijačima, tvornički izvedeni, Yf = l,2, na ugradnji Yf = l>3 ; od raznih živih opterećenja ovisno o njihovoj vrijednosti Yf = l. 2. 1.4. Koeficijent preopterećenja od težine konstrukcija pri izračunu stabilnosti položaja protiv uspona, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava radne uvjete konstrukcije, uzima se yf = 0,9. Prilikom proračuna konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja množe se s faktorom 0,8. Projektna opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu grupu graničnih stanja) uzimaju se jednaka standardnim vrijednostima s koeficijentom Yf = l-

Razmatraju se dvije skupine osnovnih kombinacija opterećenja. Pri proračunu konstrukcija za glavne kombinacije prve skupine uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i jedno kratkotrajna opterećenja; u proračunu konstrukcija za glavne kombinacije druge skupine uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i dva (ili više) kratkoročna opterećenja; u ovom slučaju, vrijednosti kratkotrajnih opterećenja ili odgovarajućih napora treba pomnožiti s faktorom kombinacije jednakim 0,9.

Smanjenje opterećenja. Prilikom izračunavanja stupova, zidova, temelja višekatnih zgrada, privremena opterećenja na podovima mogu se smanjiti, uzimajući u obzir stupanj vjerojatnosti njihovog istovremenog djelovanja, množenjem s koeficijentom

Gdje je a - uzeto jednako 0,3 za stambene zgrade, poslovne zgrade, spavaonice itd. i jednako 0,5 za razne dvorane: čitaonice, sastanke, trgovinu itd.; m je broj opterećenih katova na razmatranom dijelu.

Norme također omogućuju smanjenje živih opterećenja pri izračunu greda i prečki, ovisno o površini opterećenog poda.

Ojačani beton

Prefabricirani beton i armirani beton: značajke i načini proizvodnje

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

Upravljač pilota uradi sam

Kolovozač ili pilot može se organizirati korištenjem automobila sa uklonjenim stražnjim krilom (pogon na stražnje kotače na mehanici), podignutim na dizalicu i korištenjem samo naplatka umjesto kotača. Kabel će biti namotan oko ruba - ovo je ...

REKONSTRUKCIJA INDUSTRIJSKIH ZGRADA

1. Zadaci i metode rekonstrukcije zgrada Rekonstrukciju zgrada možemo povezati s proširenjem proizvodnje, modernizacijom tehnologije. proces, ugradnja nove opreme i sl. Istovremeno je potrebno rješavati složene inženjerske probleme vezane uz…

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

električna sušilica (protočna) hrane,

transporteri, transporteri, vijci.

Dvije grupe graničnih stanja

Graničnim stanjima smatraju se stanja u kojima konstrukcije prestaju zadovoljavati zahtjeve koji su im nametnuti tijekom rada, tj.

Osnove proračuna za granična stanja. Proračun konstruktivnih elemenata punog presjeka.

U skladu sa standardima koji su na snazi u Rusiji, drvene konstrukcije moraju se izračunati metodom graničnog stanja.

Granična stanja su takva stanja konstrukcija u kojima one prestaju udovoljavati zahtjevima rada. Vanjski uzrok koji dovodi do graničnog stanja je učinak sile (vanjska opterećenja, reaktivne sile). Granična stanja mogu nastati pod utjecajem uvjeta rada drvenih konstrukcija, kao i kvalitete, dimenzija i svojstava materijala. Postoje dvije grupe graničnih stanja:

1 - prema nosivosti (čvrstoća, stabilnost).

2 - deformacijama (progibi, pomaci).

Prva grupa granična stanja karakterizira gubitak nosivosti i potpuna neprikladnost za daljnji rad. Najodgovorniji je. U drvenim konstrukcijama mogu se pojaviti sljedeća granična stanja prve skupine: uništenje, izvijanje, prevrtanje, neprihvatljivo puzanje. Ova granična stanja ne nastaju ako su ispunjeni sljedeći uvjeti:

oni. kada normalna naprezanja ( σ ) i posmična naprezanja ( τ ) ne prelaze neku graničnu vrijednost R, nazvana konstrukcijski otpor.

Druga grupa granična stanja karakteriziraju takvi znakovi, u kojima rad konstrukcija ili konstrukcija, iako težak, nije potpuno isključen, t.j. dizajn postaje neprikladan za normalan operacija. Prikladnost konstrukcije za normalnu uporabu obično se određuje progibima

To znači da su elementi ili konstrukcije za savijanje prikladni za normalnu uporabu kada je maksimalna vrijednost omjera progiba i raspona manja od maksimalnog dopuštenog relativnog ugiba [ f/ l] (prema SNiP II-25-80).

Svrha konstrukcijske analize je spriječiti pojavu bilo kojeg od mogućih graničnih stanja, kako tijekom transporta i montaže, tako i tijekom rada konstrukcija. Proračun za prvo granično stanje vrši se prema izračunatim vrijednostima opterećenja, a za drugo - prema normativnim. Standardne vrijednosti vanjskih opterećenja dane su u SNiP-u "Opterećenja i utjecaji". Projektne vrijednosti dobivaju se uzimajući u obzir faktor sigurnosti opterećenja γ n. Konstrukcije se oslanjaju na nepovoljnu kombinaciju opterećenja (mrtva težina, snijeg, vjetar), čija se vjerojatnost uzima u obzir koeficijentima kombinacije (prema SNiP-u "Oterećenja i utjecaji").

Glavna karakteristika materijala prema kojoj se ocjenjuje njihova sposobnost otpora silama je regulatorni otpor R n . Normativna otpornost drva izračunata je na temelju rezultata brojnih ispitivanja malih uzoraka čistog (bez nedostataka) drva iste vrste, s udjelom vlage od 12%:

R n = , gdje

je aritmetička sredina vlačne čvrstoće,

V- koeficijent varijacije,

t- pokazatelj pouzdanosti.

Regulatorni otpor R n je minimalna vjerojatna vlačna čvrstoća čistog drva, dobivena statičkom obradom rezultata ispitivanja standardnih uzoraka male veličine za kratkotrajno opterećenje.

Otpornost dizajna R - ovo je najveći napon koji materijal u konstrukciji može izdržati bez urušavanja, uzimajući u obzir sve nepovoljne čimbenike u radnim uvjetima koji smanjuju njegovu čvrstoću.

U prijelazu s normativnog otpora R n na izračunato R potrebno je uzeti u obzir učinak dugotrajnog opterećenja na čvrstoću drva, nedostatke (čvorovi, kosi sloj itd.), prijelaz s malih standardnih uzoraka na elemente građevinskih dimenzija. Kombinirani utjecaj svih ovih čimbenika uzima se u obzir faktorom sigurnosti materijala ( Do). Izračunati otpor dobiva se dijeljenjem R n o faktoru sigurnosti za materijal:

Do dl=0,67 - faktor trajanja pod kombiniranim djelovanjem stalnih i privremenih opterećenja;

Do jedan = 0,27 ÷ 0,67 - koeficijent jednoličnosti, ovisno o vrsti stanja naprezanja, uzimajući u obzir utjecaj nedostataka na čvrstoću drva.

Minimalna vrijednost Do jedan uzeti u napetosti, kada je utjecaj nedostataka posebno velik. Projektni otpori Do date su u tablici. 3 SNiP II-25-80 (za crnogorično drvo). R drvo drugih vrsta dobiva se pomoću faktora konverzije, također navedenih u SNiP-u.

Sigurnost i čvrstoća drva i drvenih konstrukcija ovise o uvjetima temperature i vlažnosti. Vlaženje doprinosi propadanju drva, a povišena temperatura (iznad poznate granice) smanjuje njegovu čvrstoću. Obračun ovih čimbenika zahtijeva uvođenje koeficijenata za radne uvjete: m v ≤1, m T ≤1.

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

koeficijent snopa za duga svjetla, viša od 50 cm: m b ≤1;

koeficijent savijanja za savijene lijepljene elemente: m gosp≤1 itd.

Modul elastičnosti drva, bez obzira na vrstu, uzima se jednak:

Dizajnerske karakteristike građevinske šperploče također su dane u SNiP-u, štoviše, prilikom provjere naprezanja u elementima šperploče, kao i za drvo, uvode se koeficijenti radnih uvjeta m. Osim toga, za projektnu otpornost drva i šperploče uvodi se koeficijent m dl=0,8 ako ukupna projektna sila od stalnih i privremenih opterećenja prelazi 80% ukupne projektirane sile. Ovaj faktor je uz smanjenje uključeno u faktor sigurnosti materijala.

Predavanje br. 2 Osnove proračuna za granična stanja

Predavanje br. 2 Osnove proračuna za granična stanja. Proračun konstruktivnih elemenata punog presjeka. U skladu sa standardima koji su na snazi u Rusiji, drvene konstrukcije moraju se izračunati prema

Dizajn graničnog stanja

Granične države su uvjeti u kojima se konstrukcija više ne može koristiti zbog vanjskih opterećenja i unutarnjih naprezanja. U konstrukcijama od drva i plastike mogu se pojaviti dvije skupine graničnih stanja – prva i druga.

Proračun graničnih stanja konstrukcija općenito i njegovih elemenata treba provesti za sve faze: transport, montažu i rad - i treba uzeti u obzir sve moguće kombinacije opterećenja. Svrha proračuna je spriječiti ni prvo ni drugo granično stanje u procesima transporta, montaže i rada konstrukcije. To se provodi na temelju uzimanja u obzir normativnih i projektnih opterećenja i otpora materijala.

Metoda graničnog stanja prvi je korak u osiguravanju pouzdanosti građevinskih konstrukcija. Pouzdanost se odnosi na sposobnost objekta da zadrži kvalitetu svojstvenu dizajnu tijekom rada. Specifičnost teorije pouzdanosti građevinskih konstrukcija je potreba da se uzmu u obzir slučajne vrijednosti opterećenja na sustavima s slučajnim pokazateljima čvrstoće. Karakteristična značajka metode graničnog stanja je da su sve početne veličine koje se koriste u proračunu, slučajne prirode, predstavljene u normama determinističkim, znanstveno utemeljenim, normativnim vrijednostima, te se uzima učinak njihove varijabilnosti na pouzdanost konstrukcija. uzeti u obzir odgovarajućim koeficijentima. Svaki od faktora pouzdanosti uzima u obzir varijabilnost samo jedne početne vrijednosti, t.j. je privatno. Stoga se metoda graničnih stanja ponekad naziva i metoda parcijalnih koeficijenata. Čimbenici, čija varijabilnost utječe na razinu pouzdanosti konstrukcija, mogu se razvrstati u pet glavnih kategorija: opterećenja i utjecaji; geometrijske dimenzije strukturnih elemenata; stupanj odgovornosti struktura; mehanička svojstva materijala; uvjeti rada konstrukcije. Razmotrite ove čimbenike. Moguće odstupanje standardnih opterećenja prema 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 zajedničkog djelovanja više opterećenja uzima se u obzir množenjem opterećenja s faktorom kombinacije, koji je prikazan u istom poglavlju normi. Moguće nepovoljno odstupanje geometrijskih dimenzija konstrukcijskih elemenata uzima se u obzir faktorom točnosti. Međutim, ovaj koeficijent u svom čistom obliku nije prihvaćen. Ovaj faktor se koristi pri izračunu geometrijskih karakteristika, uzimajući projektne parametre presjeka s minus tolerancijom. Kako bi se razumno uravnotežili troškovi zgrada i građevina različite namjene, uvodi se koeficijent pouzdanosti za tu 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 udare sile je normativna otpornost utvrđena regulatornim dokumentima na temelju rezultata statističkih istraživanja varijabilnosti mehaničkih svojstava materijala ispitivanjem uzoraka materijala prema standardnim metodama. Moguće odstupanje od normativnih vrijednosti uzima se u obzir faktorom sigurnosti za materijal vm > 1. On odražava statističku varijabilnost svojstava materijala i njihovu razliku od svojstava ispitivanih standardnih uzoraka. Karakteristika dobivena dijeljenjem normativnog otpora s koeficijentom m naziva se projektni otpor R. Ova glavna karakteristika čvrstoće drva standardizirana je SNiP P-25-80 „Standardi dizajna. Drvene konstrukcije”.

Nepovoljan utjecaj okoline i radnog okruženja, kao što su: opterećenja vjetrom i instalacijama, visina presjeka, temperatura i uvjeti vlažnosti, uzimaju se u obzir uvođenjem koeficijenata radnih uvjeta m. Koeficijent m može biti manji od jedan ako je ovaj faktor ili kombinacija čimbenika smanjuje nosivost konstrukcije, a u suprotnom više jedinica. Za drvo, ovi su koeficijenti prikazani u SNiP 11-25-80 „Standardi dizajna.

Regulatorne granične vrijednosti ugiba ispunjavaju sljedeće zahtjeve: a) tehnološke (osiguranje uvjeta za normalan rad strojeva i opreme za rukovanje, instrumentacija i sl.); b) konstruktivni (osiguranje integriteta međusobno susjednih konstrukcijskih elemenata, njihovih spojeva, prisutnost razmaka između potpornih konstrukcija i konstrukcija pregrada, fachwerka itd., osiguravajući navedene nagibe); c) estetski i psihološki (pružanje povoljnih dojmova od izgleda građevina, sprječavanje osjećaja opasnosti).

Veličina krajnjeg otklona ovisi o rasponu i vrsti primijenjenog opterećenja. Za drvene konstrukcije koje pokrivaju građevine od djelovanja trajnih i privremenih dugotrajnih opterećenja, maksimalni otklon se kreće od (1/150) - i do (1/300) (2). Čvrstoća drva se smanjuje i pod utjecajem nekih kemikalija iz biodestrukcije, unesenih pod pritiskom u autoklave na znatnu dubinu. U ovom slučaju koeficijent radnih uvjeta tia = 0,9. Utjecaj koncentracije naprezanja u proračunskim presjecima zategnutih elemenata oslabljenih rupama, kao i kod savijenih elemenata od oblovine s podrezivanjem u proračunskom presjeku, odražava koeficijent radnog stanja m0 = 0,8. Deformabilnost drva u proračunu drvenih konstrukcija za drugu skupinu graničnih stanja uzima se u obzir osnovnim modulom elastičnosti E, za koji se, kada je sila usmjerena duž drvenih vlakana, uzima 10 000 MPa, a poprečno vlakna, 400 MPa. Pri proračunu stabilnosti pretpostavlja se da je modul elastičnosti 4500 MPa. Osnovni modul smicanja drva (6) u oba smjera je 500 MPa. Poissonov omjer drva po vlaknima pri naprezanjima usmjerenim duž vlakana uzima se jednakim pdo o = 0,5, a uzduž vlakana pri naprezanjima usmjerenim preko vlakana n900 = 0,02. Budući da trajanje i razina opterećenja ne utječu samo na čvrstoću, već i na deformacijska svojstva drva, vrijednost modula elastičnosti i modula posmika množi se s koeficijentom m = 0,8 pri proračunu konstrukcija u kojima naprezanja u elementima nastaju od stalnih i privremenih dugotrajnih opterećenja, prelaze 80% ukupnog napona svih opterećenja. Pri proračunu konstrukcija metal-drvo, elastične karakteristike i konstrukcijski otpori 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 elementi nosivih konstrukcija, čiji su osnovni projektni otpori dani u tablici 10 SNiP P-25-80. U odgovarajućim uvjetima rada konstrukcija od lijepljene šperploče, proračunom za prvu skupinu graničnih stanja predviđeno je množenje osnovnih projektnih otpora šperploče s koeficijentima radnih uvjeta tv, tj, tn i tl. Prilikom izračuna za drugu skupinu graničnih stanja, elastične karakteristike šperploče u ravnini lima uzimaju se prema tablici. 11 SNiP P-25-80. Modul elastičnosti i modul smicanja za konstrukcije u različitim radnim uvjetima, kao i one podvrgnute kombiniranom učinku trajnih i privremenih dugotrajnih opterećenja, treba pomnožiti s odgovarajućim koeficijentima radnih uvjeta usvojenim za drvo.

Prva grupa najopasniji. Utvrđuje se neprikladnošću za rad, kada konstrukcija gubi nosivost zbog razaranja ili gubitka stabilnosti. To se ne događa do maksimalnog normalnog O ili smična t naprezanja u njegovim elementima ne prelaze izračunate (minimalne) otpore materijala od kojih su izrađeni. Ovaj uvjet je zapisan formulom

Granična stanja prve skupine uključuju: uništenje bilo koje vrste, opći gubitak stabilnosti konstrukcije ili lokalni gubitak stabilnosti elementa konstrukcije, kršenje spojeva koji konstrukciju pretvaraju u promjenjivi sustav, razvoj neprihvatljivih zaostalih deformacija . Proračun nosivosti provodi se prema vjerojatno najgorem slučaju, odnosno: prema najvećem opterećenju i najnižem otporu materijala, utvrđenom uzimajući u obzir sve čimbenike koji na njega utječu. U pravilima su dane nepovoljne kombinacije.

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

Proračun drvenih konstrukcija prema drugom graničnom stanju za deformacije odnosi se uglavnom na konstrukcije savijanja i ima za cilj ograničiti veličinu deformacija. Proračun se provodi na standardnim opterećenjima bez njihovog množenja s faktorima pouzdanosti, uz pretpostavku elastičnog rada drva. Proračun za deformacije vrši se prema prosječnim karakteristikama drva, a ne prema smanjenim, kao kod provjere nosivosti. To se objašnjava činjenicom da povećanje ugiba u nekim slučajevima, kada se koristi drvo niže kvalitete, ne predstavlja prijetnju integritetu konstrukcija. To također objašnjava činjenicu da se proračun deformacija provodi za standardna, a ne za projektna opterećenja. Kao ilustraciju graničnog stanja druge skupine, može se navesti primjer kada se, kao rezultat neprihvatljivog otklona rogova, pojavljuju pukotine u krovištu. Protok vlage u ovom slučaju remeti normalan rad zgrade, dovodi do smanjenja trajnosti drva zbog njegove vlage, ali zgrada se nastavlja koristiti. Proračun za drugo granično stanje u pravilu je od podređenog značaja, jer glavna stvar je osigurati nosivost. Međutim, granice otklona su od posebne važnosti za strukture s popustljivim vezama. Stoga se deformacija drvenih konstrukcija (kompozitnih regala, kompozitnih greda, konstrukcija od daske i čavala) mora odrediti uzimajući u obzir utjecaj usklađenosti veza (SNiP P-25-80. Tablica 13).

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

Regulatorna opterećenja su početne vrijednosti opterećenja: Živa opterećenja određuju se kao rezultat obrade podataka dugoročnih promatranja i mjerenja. Trajna opterećenja se računaju iz vlastite težine i obujma konstrukcija, ostalih elemenata zgrade i opreme. Regulatorna opterećenja uzimaju se u obzir pri proračunu konstrukcija za drugu skupinu graničnih stanja - za otklone.

Projektna opterećenja određuju se na temelju normativnih, uzimajući u obzir njihovu moguću varijabilnost, posebice prema gore. Za to se vrijednosti standardnih opterećenja množe s faktorom sigurnosti opterećenja y,čije su vrijednosti različite za različita opterećenja, ali su sve veće od jedinice. Vrijednosti raspoređenog opterećenja dane su u kilopaskalima (kPa), što odgovara kilonjutonima po kvadratnom metru (kN/m). Većina izračuna koristi linearne vrijednosti opterećenja (kN/m). Proračunska opterećenja se koriste u proračunu konstrukcija za prvu skupinu graničnih stanja, za čvrstoću i stabilnost.

g”, koji djeluje na konstrukciju, sastoji se od dva dijela: prvi dio je opterećenje od svih elemenata ogradnih konstrukcija i materijala koje nosi ova konstrukcija. Opterećenje 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 od vlastite težine glavne nosive konstrukcije može se približno odrediti, s obzirom na stvarne dimenzije presjeka i volumena konstrukcijskih elemenata.

jednak je umnošku normativnog faktora na faktor pouzdanosti opterećenja y. Za opterećenje od vlastite težine konstrukcija y= 1.1, ali za opterećenja od izolacije, krovišta, parne barijere i drugih y= 1.3. Trajno opterećenje od konvencionalnih kosih krovova s kutom nagiba a zgodno je upućivati na njihovu horizontalnu projekciju dijeleći je s cos a.

Normativno opterećenje snijegom s H određuje se na temelju normativne težine snježnog pokrivača so, koja je data u normama opterećenja (kN / m 2) horizontalne projekcije premaza, ovisno o snježnoj regiji 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<х > 25° p == (60° - a°)/35°. Ovaj. opterećenje je ujednačeno i može biti obostrano ili jednostrano.

Kod nadsvođenih krovova na segmentiranim rešetkama ili lukovima jednoliko opterećenje snijegom određuje se uzimajući u obzir koeficijent p koji ovisi o omjeru duljine raspona / prema visini svoda /: p = //(8/).

S omjerom visine luka prema rasponu f/l= Opterećenje snijegom 1/8 može biti trokutasto s maksimalnom vrijednošću s” na jednoj nozi i 0,5 s” na drugoj i nultom vrijednošću na grebenu. Koeficijenti p, koji određuju vrijednosti maksimalnog opterećenja snijegom u omjerima f/l= 1/8, 1/6 i 1/5, odnosno jednako 1,8; 2.0 i 2.2. Opterećenje snijegom na lučnim kolnicima može se definirati kao zabatno, smatrajući da je kolnik konvencionalno zabatni duž ravnina koje prolaze kroz tetive osi poda na lukovima. Izračunato opterećenje snijegom jednako je umnošku standardnog opterećenja i faktora sigurnosti opterećenja 7- Za većinu lakih drvenih i plastičnih konstrukcija s omjerom standardnog konstantnog i snijega g n /s H < 0,8 коэффициент y= 1.6. Za velike omjere ovih opterećenja na =1,4.

Opterećenje od težine osobe s opterećenjem uzima se jednako - normativno R"= 0,1 kN i izračunato R = p i y = 0,1 1,2 = 1,2 kN. opterećenje vjetrom. Normativno opterećenje vjetrom w sastoji se od pritiska sh’+ i usisavanja w n - vjetar. Početni podaci pri određivanju opterećenja vjetrom su vrijednosti tlaka vjetra usmjerenog okomito na površine premaza i zidova zgrada Wi(MPa), ovisno o vjetrovitom području zemlje i prihvaćeno prema normama opterećenja i utjecaja. Regulatorna opterećenja vjetrom w” određuju se množenjem normalnog tlaka vjetra s koeficijentom k, uzimajući u obzir visinu zgrada i aerodinamički koeficijent S, s obzirom na njegov oblik. Za većinu zgrada od drva i plastike, čija visina ne prelazi 10 m, k = 1.

Aerodinamički koeficijent S ovisi o obliku zgrade, njezinim apsolutnim i relativnim dimenzijama, nagibima, relativnim visinama premaza i smjeru vjetra. Na većini kosih krovova, čiji kut nagiba ne prelazi a = 14 °, opterećenje vjetrom djeluje u obliku usisavanja W-. Istodobno, u osnovi se ne povećava, već smanjuje sile u konstrukcijama od stalnih i snježnih opterećenja, a u izračunu se možda neće uzeti u obzir u granici sigurnosti. 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 standardu pomnoženom sa sigurnosnim faktorom y= 1.4. Na ovaj način, w = = w”y.

Regulatorni otpori drvo R H(MPa) su glavne karakteristike čvrstoće drvenih površina čistih od nedostataka. Utvrđeni su rezultatima brojnih laboratorijskih kratkotrajnih ispitivanja malih standardnih uzoraka suhog drva s udjelom vlage od 12% na zatezanje, tlačenje, savijanje, drobljenje i usitnjavanje.

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

Vrijednosti standardnih otpora date u pril. 5 praktički se koriste u laboratorijskoj kontroli čvrstoće drva u procesu izrade drvenih konstrukcija i pri određivanju nosivosti pogonskih nosivih konstrukcija tijekom njihovih ispitivanja.

Projektni otpori drvo R(MPa) - to su glavne karakteristike čvrstoće elemenata od pravog drveta stvarnih konstrukcija. Ovo drvo ima prirodne nedostatke i djeluje pod stresom dugi niz godina. Projektni otpori dobivaju se na temelju standardnih otpora, uzimajući u obzir faktor pouzdanosti materijala na i faktor trajanja opterećenja t al prema formuli

Koeficijent na mnogo više od jedinstva. Uzima u obzir smanjenje čvrstoće pravog drva kao rezultat heterogenosti strukture i prisutnosti raznih nedostataka koji ne postoje u laboratorijskim uzorcima. U osnovi, čvrstoća drva se smanjuje čvorovima. Oni smanjuju površinu radnog presjeka rezanjem i guranjem njegovih uzdužnih vlakana, stvarajući ekscentricitet uzdužnih sila i nagib vlakana oko čvora. Nagib vlakana uzrokuje da se drvo rasteže poprijeko i pod kutom prema vlaknima, čija je čvrstoća u tim smjerovima mnogo manja nego duž vlakana. Defekti drva smanjuju vlačnu čvrstoću drva za gotovo polovicu, a za oko jedan i pol puta pri pritisku. Pukotine su najopasnije u područjima gdje je drvo usitnjeno. S povećanjem veličine presjeka elemenata smanjuju se naprezanja tijekom njihovog razaranja zbog veće heterogenosti raspodjele naprezanja po presjecima, što se također uzima u obzir pri određivanju projektnih otpora.

Faktor 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 R u otpornost I yL gotovo W^ pola kratkoročno /tg.

Kvaliteta drva prirodno utječe na veličinu njegovih izračunatih otpora. Drvo 1. razreda - s najmanje nedostataka ima najveću otpornost na dizajn. Dizajnerska otpornost drva 2. i 3. razreda je niža. Na primjer, izračunata otpornost drva bora i smreke 2. razreda na kompresiju dobiva se iz izraza

Proračunska otpornost drva bora i smreke na pritisak, napetost, savijanje, usitnjavanje i drobljenje data je u pril. 6.

Koeficijenti radnih uvjeta T na projektnu otpornost drva uzimaju se u obzir uvjeti u kojima se drvene konstrukcije proizvode i rade. Faktor pasmine T" uzima u obzir različitu čvrstoću drva različitih vrsta, koje se razlikuju od čvrstoće drva bora i smreke. Faktor opterećenja t uzima u obzir kratko trajanje djelovanja vjetra i opterećenja instalacije. Kad se zgnječi t n= 1,4, za ostale vrste napona t n = 1.2. Visinski koeficijent presjeka tijekom savijanja drva od lijepljenih drvenih greda s visinom presjeka većom od 50 cm / 72b smanjuje se s 1 na 0,8, s visinom presjeka od 120 cm - čak i više. Koeficijent debljine sloja lijepljenih drvenih elemenata uzima u obzir povećanje njihove tlačne čvrstoće i čvrstoće na savijanje kako se smanjuje debljina lijepljenih ploča, zbog čega se povećava homogenost strukture lijepljenog drva. Njegove vrijednosti su unutar 0,95. 1.1. Koeficijent savijanja m rH uzima u obzir dodatna naprezanja savijanja koja nastaju kada se ploče savijaju tijekom izrade savijenih lijepljenih drvenih elemenata. Ovisi o omjeru polumjera zavoja i debljine h/b ploča i ima vrijednost 1,0. 0,8 jer se taj omjer povećava sa 150 na 250. Temperaturni koeficijent m t uzima u obzir smanjenje čvrstoće drvenih konstrukcija koje rade na temperaturama od +35 do +50 °C. Smanjuje se s 1,0 na 0,8. Koeficijent vlage t ow uzima u obzir smanjenje čvrstoće drvenih konstrukcija koje djeluju u vlažnom okruženju. Pri vlažnosti zraka u prostorijama od 75 do 95% t vl = 0,9. Na otvorenom u suhim i normalnim prostorima t ow = 0,85. Uz stalnu vlagu iu vodi t ow = 0,75. Faktor koncentracije stresa t k = 0,8 uzima u obzir lokalno smanjenje čvrstoće drva u područjima vezanja i rupa u 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% ukupne količine opterećenja koja djeluju na konstrukciju.

Modul elastičnosti drveta utvrđeno kratkotrajnim laboratorijskim pretragama, E kr= 15-10 3 MPa. Uzimajući u obzir deformacije pri dugotrajnom opterećenju, pri proračunu po ugibima £ = 10 4 MPa (Prilog 7).

Normativne i projektne otpornosti građevinske šperploče dobivene su istim metodama kao i za drvo. U ovom slučaju uzet je u obzir njegov oblik lima i neparan broj slojeva s međusobno okomitim smjerom vlakana. Stoga je čvrstoća šperploče u ova dva smjera različita, a duž vanjskih vlakana nešto je veća.

U konstrukcijama se najviše koristi sedmoslojna šperploča marke FSF. Njegovi izračunati otpori duž vlakana vanjskih ljuskica su: vlačna # f. p = 14 MPa, kompresija #f. c \u003d 12 MPa, savijanje izvan ravnine /? f.„ = 16 MPa, usitnjavanje u ravnini # f. sk \u003d 0,8 MPa i izrezati /? f. cf - 6 MPa. Preko vlakana vanjskih ljuskica, te su vrijednosti jednake: I f_r= 9 MPa, kompresija # f. c \u003d 8,5 MPa, savijanje # F.i = 6,5 MPa, usitnjavanje R$. CK= 0,8 MPa, rez # f. cf = = 6 MPa. Moduli elastičnosti i smicanja duž vanjskih vlakana su, redom, E f = 9-10 3 MPa i b f = 750 MPa, a preko vanjskih vlakana £ f = 6-10 3 MPa i G$ = 750 MPa.

Dizajn graničnog stanja

Granično stanje Projektiranje Granična stanja su stanja u kojima se konstrukcija više ne može koristiti zbog vanjskih i unutarnjih opterećenja.

U ovoj fazi već razumijemo da se proračuni građevinskih konstrukcija provode u skladu s nekim standardima. Koji - nemoguće je nedvosmisleno reći, budući da se u različitim zemljama koriste različiti standardi dizajna.

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

Ako su norme različite, onda su i izračuni drugačiji?

Ovo pitanje toliko zabrinjava početnike kalkulatora da sam ga odvojio u zaseban paragraf. Doista: ako otvorite neke strane standarde dizajna i usporedite ih, na primjer, sa SNiP-om, možete steći dojam da se inozemni sustav dizajna temelji na potpuno drugačijim načelima, metodama i pristupima.

Međutim, treba shvatiti da standardi dizajna ne mogu biti u suprotnosti s temeljnim zakonima fizike i moraju se temeljiti na njima. Da, mogu koristiti različite fizikalne karakteristike, koeficijente, čak i modele rada pojedinih građevinskih materijala, ali sve ih objedinjuje zajednička znanstvena baza temeljena na čvrstoći materijala, konstrukcijskoj i teorijskoj mehanici.

Ovako izgleda ispitivanje čvrstoće elementa metalne konstrukcije pod napetosti 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 pretpostaviti da i u prvom i u drugom slučaju sila od vanjskog opterećenja (u brojniku) ne smije prijeći silu koja karakterizira nosivost konstrukcije (u nazivniku). Ovo je jasan primjer zajedničkog, 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 inženjeri primijetili su da nije sasvim ispravno dizajnirati element na temelju jednog testa. Čak i za relativno jednostavne strukture, može postojati mnogo opcija za svaki element, a građevinski materijali mijenjaju svoje karakteristike tijekom trošenja. A ako uzmemo u obzir i hitna stanja i stanja popravka konstrukcije, onda to dovodi do potrebe za pojednostavljenjem, segmentiranjem, klasifikacijom svih mogućih stanja konstrukcije.

Tako je nastao koncept “ograničavajućeg stanja”. Lakonično tumačenje dano je u Eurokodu:

granično stanje - takvo stanje građevine u kojem građevina ne zadovoljava odgovarajuće kriterije projektiranja

Može se reći da granično stanje nastaje kada rad konstrukcije pod opterećenjem nadilazi okvire projektnih odluka. Na primjer, dizajnirali smo okvir čeličnog okvira, ali u određenom trenutku njegova rada jedan od regala je izgubio stabilnost i savio se - dolazi do prijelaza u granično stanje.

Metoda proračuna građevinskih konstrukcija po graničnim stanjima je dominantna (zamijenila je manje „fleksibilnu“ metodu dopuštenih naprezanja) i danas se koristi kako u regulatornom okviru zemalja ZND-a tako i u Eurokodu. Ali kako inženjer može koristiti ovaj apstraktni koncept u konkretnim proračunima?

Grupe graničnih stanja

Prije svega, morate razumjeti da će se svaki vaš izračun odnositi na jedno ili drugo granično stanje. Kalkulator simulira rad strukture ne u nekom apstraktnom, već u graničnom stanju. To jest, sve karakteristike dizajna konstrukcije odabiru se na temelju graničnog stanja.

Istodobno, ne morate stalno razmišljati o teorijskoj strani problema - sve potrebne provjere već su postavljene u standardima dizajna. Provođenjem provjera na taj način sprječavate nastanak graničnog stanja za projektiranu konstrukciju. Ako su sve provjere zadovoljene, onda možemo pretpostaviti da se granično stanje neće pojaviti do kraja životnog ciklusa konstrukcije.

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

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

Ako se pojavi prvo granično stanje, tada:

konstrukcija uništena
konstrukcija još nije uništena, ali najmanji porast opterećenja (ili promjena u drugim uvjetima rada) dovodi do uništenja

Zaključak je očigledan: daljnji rad zgrade ili građevine koja je u prvom graničnom stanju je nemoguć. nema šanse:

Slika 1. Uništenje stambene zgrade (prvo granično stanje)

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

otklona
rotacije sekcija
pukotine

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

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

Što se tiče 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 projektni otpor. To mogu biti i drugi čimbenici naponsko-deformacijskog stanja - na primjer, momenti savijanja, poprečne ili uzdužne sile koje premašuju nosivost konstrukcije u graničnom stanju.

Provjerava prvu grupu graničnih stanja

Kako bi spriječio nastanak graničnog stanja I, projektant mora provjeriti karakteristične dijelove konstrukcije:

snagu
za stabilnost
izdržljivost

Svi nosivi konstrukcijski elementi, bez iznimke, provjeravaju se na čvrstoću, bez obzira na materijal od kojeg su izrađeni, kao i oblik i veličinu poprečnog presjeka. Ovo je najvažnija i obvezna provjera, bez koje kalkulator nema pravo na miran san.

Provjera stabilnosti se provodi za komprimirane (centralno, ekscentrično) elemente.

Ispitivanje na zamor treba provesti na elementima koji rade u uvjetima cikličkog opterećenja i rasterećenja kako bi se spriječili učinci zamora. To je tipično, primjerice, za raspone željezničkih mostova, budući da se tijekom kretanja vlakova faze utovara i istovara stalno izmjenjuju.

U sklopu ovog tečaja upoznat ćemo se s osnovnim ispitivanjima čvrstoće armiranobetonskih i metalnih konstrukcija.

Provjerava drugu grupu graničnih stanja

Kako bi spriječio nastanak graničnog stanja II, projektant je dužan provjeriti karakteristične presjeke:

o deformacijama (pomacima)
za otpornost na pukotine (za armiranobetonske konstrukcije)

Deformacije bi trebale biti povezane ne samo s linearnim pomacima konstrukcije (progibi), već i s kutovima rotacije presjeka. Osiguravanje otpornosti na pukotine važan je korak u projektiranju armiranobetonskih konstrukcija kako od klasičnog tako i od prednapregnutog armiranog betona.

Primjeri proračuna za armiranobetonske konstrukcije

Kao primjer, razmotrimo koje provjere je potrebno izvršiti pri projektiranju konstrukcija od običnog (nenapregnutog) armiranog betona prema normama.

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

Napominjemo da se za svaku skupinu graničnih stanja provodi cijeli niz provjera, a vrsta provjere (formula) ovisi o naponsko-deformacijskom stanju konstrukcijskog elementa.

Već smo se približili učenju kako izračunati građevinske strukture. Na sljedećem sastanku razgovarat ćemo o opterećenjima i odmah prijeći na izračune.

Od 1955. godine proračun armiranobetonskih konstrukcija kod nas se provodi po metodi graničnih stanja.

· Granica se razumije takvo stanje konstrukcije, nakon postizanja kojeg daljnji rad postaje nemoguć zbog gubitka sposobnosti otpora vanjskim opterećenjima ili primanja neprihvatljivih pokreta ili lokalnih oštećenja. U skladu s tim utvrđuju se dvije skupine graničnih stanja: prva - po nosivosti; drugi - za prikladnost za normalnu upotrebu.

· Proračun za prvu skupinu graničnih stanja provodi se radi sprječavanja razaranja konstrukcija (analiza čvrstoće), gubitka stabilnosti oblika konstrukcije (analiza izvijanja) ili njezina položaja (analiza prevrtanja ili klizanja), kvara na zamor (analiza izdržljivosti).

· Proračun za drugu skupinu graničnih stanja Cilj mu je spriječiti razvoj prekomjernih deformacija (progiba), isključiti mogućnost pukotina u betonu ili ograničiti širinu njihova otvaranja, a 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 performanse zbog prekomjernih progiba (grede, veliki rasponi pri relativno malom opterećenju), pucanja (spremnici, tlačni cjevovodi) ili prekomjernog otvaranja pukotina, što dovodi do preranog otvaranja pukotina. korozija armature .

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

Procijenjeni koeficijenti utvrđuju se na temelju vjerojatno-statističkih metoda. Omogućuju potrebnu pouzdanost konstrukcija za sve faze: proizvodnju, transport, montažu i rad.

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 uvjeti rada najnepovoljniji, konstrukcija se ne urušava i ne bi dobila neprihvatljive otklone ili pukotine. Istodobno, u mnogim slučajevima moguće je dobiti ekonomičnija rješenja nego u proračunu prethodno korištenim metodama.

Opterećenja i utjecaji . Prilikom projektiranja 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 normativne i projektne vrijednosti opterećenja. Maksimalne vrijednosti opterećenja utvrđene normama koje mogu djelovati na konstrukciju tijekom njenog normalnog rada nazivaju se normativnim *. Stvarno opterećenje zbog različitih okolnosti može se u većoj ili manjoj mjeri razlikovati od normativnog. Ovo odstupanje uzima se u obzir faktorom sigurnosti opterećenja.

Proračun konstrukcija provodi se za projektna opterećenja

gdje je q n - standardno opterećenje; γ f - faktor sigurnosti opterećenja koji odgovara razmatranom graničnom stanju.

Pri proračunu za prvu skupinu graničnih stanja γ f uzeti: za konstantna opterećenja γ f = 1,1...1,3; privremeni γ f \u003d 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 njihovog nastanka, provodi se za projektna opterećenja pri γ f = l. Iznimka 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, ovisno o trajanju djelovanja, dijele se na dugoročne, kratkoročne i posebne.

Konstantna opterećenja uključuju težinu dijelova konstrukcija, uključujući težinu nosivih i ogradnih konstrukcija; težina i pritisak tla (nasipi, nasipi); učinak prednaprezanja.

Privremena dugotrajna opterećenja uključuju: težinu stacionarne opreme - alatnih strojeva, motora, kontejnera, transportera; težina tekućina i krutih tvari koje pune opremu; opterećenje na podovima od uskladištenog materijala i polica u skladištima, hladnjačama, knjižarama, knjižnicama i pomoćnim prostorijama.

U slučajevima kada je potrebno uzeti u obzir utjecaj trajanja djelovanja opterećenja na deformacije i nastanak pukotina, dugotrajna opterećenja uključuju dio kratkotrajnih. To su opterećenja od dizalica sa smanjenom standardnom vrijednošću, određena množenjem pune standardne vrijednosti vertikalnog opterećenja od jedne dizalice u svakom rasponu s faktorom: 0,5 - za grupe načina rada dizalice 4K-6K; 0,6 - za grupe načina rada dizalice 7K; 0,7 - za grupe načina rada dizalica 8K*; opterećenje snijegom sa smanjenom standardnom vrijednošću, određeno množenjem pune standardne vrijednosti (vidi §11.4) s faktorom 0,3 - za regiju snijega III, 0,5 - za regiju IV, 0,6 - za regije V, VI; opterećenja od ljudi, opreme na podovima stambenih i javnih zgrada sa smanjenim standardnim vrijednostima. Ova opterećenja se nazivaju dugotrajnim opterećenjima zbog činjenice da mogu djelovati dovoljno vremena da se pojave deformacije puzanja, povećavajući otklon i širinu otvaranja pukotine.

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

Posebna opterećenja nastaju tijekom seizmičkih, eksplozivnih ili izvanrednih udara.

Zgrade i građevine su podvrgnute istodobnom djelovanju različitih opterećenja, pa njihov proračun treba provoditi uzimajući u obzir najnepovoljniju kombinaciju ovih opterećenja ili sila uzrokovanih njima. Ovisno o sastavu tereta koji se uzima 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.

Opterećenja pod naponom uključena su u kombinacije kao dugoročna - 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 kombiniranim koeficijentima ψ 1 i ψ 2 . Ako glavna kombinacija uključuje konstantno i samo jedno privremeno opterećenje (dugotrajno i kratkoročno), tada se koeficijenti kombinacije uzimaju jednaki 1, kada se uzmu u obzir dva ili više privremenih opterećenja, potonji se množe s ψ 1 \u003d 0,95 za dugotrajna opterećenja i ψ 1 \u003d 0,9 za kratkoročna, budući da se smatra malo vjerojatnim da istovremeno dosegnu maksimalne izračunate vrijednosti.

* Grupe načina rada dizalice ovise o uvjetima rada dizalice, kapacitetu podizanja i prihvaćaju se u skladu s GOST 25546-82.

Prilikom proračuna konstrukcija za posebnu kombinaciju opterećenja, uključujući eksplozivne učinke, dopušteno je ne uzimati u obzir kratkotrajna opterećenja.

Vrijednosti projektnih opterećenja također treba pomnožiti faktorom pouzdanosti za potrebe konstrukcija, uzimajući u obzir stupanj odgovornosti i kapitalizaciju zgrada i građevina. Za objekte klase I (objekti od posebno važnog nacionalnog gospodarskog značaja) γ n =1, za objekte klase II (važni nacionalno-gospodarski objekti) γ n =0,95, za objekte klase III (s ograničenim nacionalnim gospodarskim značajem) γ n =0,9, za privremene građevine s vijekom trajanja do 5 godina γ n =0,8.

Normativna i projektna otpornost betona. Karakteristike čvrstoće betona su promjenjive. Čak će i uzorci iz iste serije betona pokazati različite čvrstoće tijekom ispitivanja, što se objašnjava heterogenošću njegove strukture i različitim uvjetima ispitivanja. Na varijabilnost čvrstoće betona u konstrukcijama utječu i kvaliteta opreme, kvalifikacija radnika, vrsta betona i drugi čimbenici.

Riža. 2.3. Krivulje distribucije:

F m i F - prosječne i izračunate vrijednosti

napori od vanjskog opterećenja;

F um i F u - isto, nosivost

Od svih mogućih vrijednosti čvrstoće potrebno je u proračun unijeti onu koja osigurava siguran rad konstrukcija uz potrebnu pouzdanost. Metode teorije vjerojatnosti pomažu da se to utvrdi.

Promjenjivost svojstava čvrstoće, u pravilu, poštuje Gaussov zakon i karakterizira je krivulja raspodjele (slika 2.3, a), koja povezuje karakteristike čvrstoće betona s učestalošću njihovog ponavljanja u eksperimentima. Koristeći krivulju distribucije, možete izračunati prosječnu vrijednost tlačne čvrstoće betona:

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

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

Nakon izračunavanja σ, moguće je pronaći vrijednost čvrstoće R n pomoću metoda teorije vjerojatnosti, koja će imati zadanu pouzdanost (sigurnost):

gdje je æ indeks pouzdanosti.

Što je veći æ (vidi sliku 2.3, a), veći će broj uzoraka pokazati snagu R m - æσ i više, to je veća pouzdanost. Ako uzmemo R n = R m - σ kao minimalnu čvrstoću unesenu u proračun (tj. postavljanje æ = 1), tada će 84% svih uzoraka (mogu biti kocke, prizme, osmice) pokazati istu ili veću čvrstoću (pouzdanost 0,84). Kod æ \u003d 1,64-95% uzoraka pokazat će snagu R n \u003d R m - 1,64 σ i više, a kod æ \u003d 3 - 99,9% uzoraka imat će čvrstoću ne manju od R n \u003d R m -3 σ. Dakle, ako u izračun unesemo vrijednost R m -Zσ, tada će samo u jednom slučaju od tisuću snaga biti manja od prihvaćene. Takav se fenomen smatra gotovo nevjerojatnim.

Prema normama, glavna karakteristika kontrolirana u tvornici je beton klase "B" *, koji predstavlja čvrstoću betonske kocke s rebrom od 15 cm s pouzdanošću 0,95.Čvrstoća koja odgovara klasi određena je formulom (2.9) s æ = 1,64

Vrijednost ν može varirati u širokim granicama.

Proizvođač treba osigurati čvrstoću R n koja odgovara klasi betona, uzimajući u obzir koeficijent ν, određen za specifične uvjete proizvodnje. U poduzećima s dobro organiziranom proizvodnjom (proizvodnja betona visoke homogenosti), stvarni koeficijent varijacije bit će mali, prosječna čvrstoća betona [vidi. formule (2.10)] može se uzeti niže, čime se štedi cement. Ako beton koji proizvodi poduzeće ima veliku varijabilnost čvrstoće (veliki koeficijent varijacije), tada je potrebno povećati čvrstoću betona R m kako bi se osigurale potrebne vrijednosti R n, što će uzrokovati prekomjernu potrošnju cementa .

* Do 1984. godine glavna karakteristika čvrstoće betona bila je njegova marka, koja se definirala kao prosječna vrijednost tlačne čvrstoće betona R m u kgf/cm 2 .

Normativna otpornost betonskih prizmi na aksijalni pritisak R b,n (čvrstoća prizme) određena je normativnom vrijednošću kubične čvrstoće, uzimajući u obzir ovisnost (1.1), povezujući prizmatičku i kubičnu čvrstoću. Vrijednosti R b, n date su u tablici. 2.1.

Normativna otpornost betona na aksijalnu napetost Rbt,n u slučajevima kada se vlačna čvrstoća betona ne kontrolira, određena je normativnom vrijednošću kubične čvrstoće, uzimajući u obzir ovisnost (1.2) koja vezuje vlačnu čvrstoću prema tlačnoj čvrstoći. snagu. Vrijednosti R bt, n date su u tablici. 2.1.

Ako se vlačna čvrstoća betona kontrolira izravnim ispitivanjem uzoraka u proizvodnji, tada se standardna aksijalna vlačna čvrstoća uzima jednakom

a karakterizira klasu betona u smislu vlačne čvrstoće.

Projektna otpornost betona za granična stanja prve skupine R b i R bt određuje se dijeljenjem standardnih otpora s odgovarajućim faktorima pouzdanosti betona na kompresiju γ bc ili na napetost γ bt:

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

Ovi koeficijenti uzimaju u obzir mogućnost smanjenja stvarne čvrstoće u odnosu na standardnu zbog razlike u čvrstoći betona u stvarnim konstrukcijama od čvrstoće u uzorcima i niz drugih čimbenika ovisno o uvjetima proizvodnje i rada. struktura.

Tablica 2.1.

Svojstva čvrstoće i deformacije teškog betona

Klasa tlačne čvrstoće betona	Normativni otpori i projektni otpori betona za proračun po graničnim stanjima skupine II, MPa		Projektna otpornost betona u proračunu za granična stanja skupine I, MPa		Početni modul elastičnosti betona pri kompresiji E b 10 -3 , MPa
Klasa tlačne čvrstoće betona	kompresija R bn , R b,ser	istezanje R btn , R bt,ser	kompresija R b	napetost R bt	prirodno stvrdnjavanje	toplinski obrađeno
7,5V 10V 12,5V 15V 20V 25V 30V 35V 40V 45V 50V 55V60	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

Projektni otpori betona za granična stanja skupine II Rb,ser i Rbt,ser određeni su faktorima sigurnosti γbc = γbt = 1, tj. uzimaju se jednaki standardnim otporima. To se objašnjava činjenicom da je početak 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, projektni otpori betona, ako je potrebno, množe se s koeficijentima radnih uvjeta γ bi, uzimajući u obzir: trajanje i ponovljivost opterećenja, uvjete proizvodnje, prirodu konstrukcije itd. Na primjer, kako bi se uzelo u obzir smanjenje čvrstoće betona koje se događa s kontinuiranim opterećenjem, uvodi se koeficijent γ b 2 = 0,85 ... 0,9, kada se uzimaju u obzir kratkotrajna opterećenja - γ b 2 = 1.1.

■ Regulatorni i projektni otpori armature . Normativni otpor armature R sn uzima se jednakim najmanjim kontroliranim vrijednostima: za šipku armaturu, žicu visoke čvrstoće i armaturna užad - granicu tečenja, fizički σ y ili uvjetno σ 0,2; za običnu armaturnu žicu - napon od 0,75 vlačne čvrstoće, budući da GOST ne regulira granicu tečenja za ovu žicu.

Vrijednosti normativnih otpora R sn uzete su u skladu s važećim standardima za armaturne čelike, kao i za beton, s pouzdanošću od 0,95 (tablica 2.2).

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

Faktor sigurnosti 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 šipkama klasa A-I, A-II je 1,05; razredi A-III - 1,07 ... 1,1; klase A-IV, A-V-1,15; razredi A-VI - 1,2; za žičane armature klasa Bp-I, B-I - 1,1; klase B-II, Bp-II, K-7, K-19-1.2.

Pri proračunu za granična stanja skupine II pretpostavlja se da je vrijednost faktora sigurnosti za sve vrste armature jednaka jedan, t.j. izračunati otpori R s , s er se brojčano razlikuju od normativnih.

Pri određivanju projektne tlačne otpornosti armature R sc ne uzimaju se u obzir samo svojstva čelika, već i krajnja stisljivost betona. Uzimajući ε bcu = 2X 10 -3 , modul elastičnosti čelika E s = 2 10 -5 MPa, moguće je dobiti najveće naprezanje σ sc postignuto u armaturi prije razaranja betona iz stanja spojnih deformacija betona. a armatura σ sc = ε bcu E s = ε s E s . Prema normama, projektna otpornost armature na kompresiju R sc uzima se jednaka R s ako ne prelazi 400 MPa; za armaturu s višom vrijednošću R s, pretpostavlja se da je projektni otpor R sc 400 MPa (ili 330 MPa kada se izračuna u fazi kompresije). Kod produljenog djelovanja opterećenja, puzanje betona dovodi do povećanja tlačnog naprezanja u armaturi. Stoga, ako se proračunska otpornost betona uzme u obzir uzimajući u obzir koeficijent radnih uvjeta γ b 2 \u003d 0,85 ... 0,9 (tj. uzimajući u obzir dugotrajni učinak opterećenja), tada je dopušteno, pod prema relevantnim projektnim zahtjevima, povećati vrijednost R sc na 450 MPa za čelike klase A-IV i do 500 MPa za čelike razreda At-IV i više.

Prilikom proračuna konstrukcija prema skupini I graničnih stanja, projektni otpori armature, ako je potrebno, množe se s koeficijentima radnih uvjeta γ si , uzimajući u obzir neravnomjernu raspodjelu naprezanja u poprečnom presjeku, prisutnost zavarenih spojeva, opetovano opterećenje itd. Na primjer, rad armature visoke čvrstoće pri naprezanjima iznad uvjetne granice popuštanja 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.

armature		Normativni R sn i projektni otpori u proračunu za granična stanja grupe II R s , ser , MPa	Projektna otpornost armature, MPa, kada se računa prema graničnom stanju skupine I			elastičnost E s , 10 5 MPa
			istezanje
			uzdužni i poprečni pri proračunu nagnutih presjeka za djelovanje momenta savijanja R s	poprečni pri proračunu nagnutih presjeka za djelovanje 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-IIIc (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
Uže
K-7	6...15	1450...1290	1210...1080	965...865	400	1,8
K-19	14	1410	1175	940	400	1,8

Bilješka. U tablici klase armature šipke označavaju sve vrste armature odgovarajuće klase, npr. klasa A-V znači i A t -V, A t -VCK itd.

■ Glavne odredbe izračuna.

Pri proračunu za I grupu graničnih stanja (nosivost) mora biti zadovoljen uvjet

Lijeva strana izraza (2.14) je projektna sila jednaka praktički mogućoj maksimalnoj sili u presjeku elementa s najnepovoljnijom kombinacijom projektnih opterećenja ili djelovanja; ovisi o naporima uzrokovanim projektnim opterećenjima q pri γ f >1, koeficijentima kombinacije i koeficijentima pouzdanosti za potrebe konstrukcija γ n . Projektna sila F ne smije prelaziti projektnu nosivost presjeka F u , koja je funkcija projektnih otpora materijala i koeficijenata radnih uvjeta γ bi , γ si , uzimajući u obzir nepovoljne ili povoljne uvjete rada konstrukcija, kao što je npr. kao i oblik i dimenzije presjeka.

Krivulje (slika 2.3,b) raspodjele sila od vanjskog opterećenja 1 i nosivosti 2 ovise o promjenjivosti faktora o kojima smo gore raspravljali i poštuju Gaussov zakon. Ispunjenje uvjeta (2.14), grafički izraženo, jamči potrebnu nosivost konstrukcije.

Prilikom izračuna za II grupu graničnih stanja:

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

· na nastanak pukotina - sila od projektnog ili normativnog opterećenja mora biti manja ili jednaka sili pri kojoj nastaju pukotine u presjeku F ≤ F crc ;

· prema otvaranju normalnih i kosih pukotina - širina njihova otvora na razini vlačne armature treba biti manja od njihovog graničnog otvora utvrđenog normama a cr c , ua crc ≤ a cr c , u = 0.l. ..0,4 mm.

U nužnim slučajevima potrebno je da se pukotine nastale od punog opterećenja pouzdano zatvore (stegnu) pod djelovanjem svog dugog dijela. U tim se slučajevima vrši proračun za zatvaranje pukotina.

PITANJA ZA SAMOPROVJERU:

1. Faze naponsko-deformacijskog stanja savijenih armiranobetonskih elemenata. Koja se od ovih faza koristi u proračunu čvrstoće, otpornosti na pukotine, progiba?

2. Značajke naponsko-deformacijskog stanja prednapregnutih konstrukcija.

3. Glavne odredbe metoda za proračun presjeka za dopuštena naprezanja i prekidna opterećenja. nedostaci ovih metoda.

4. Glavne odredbe proračuna metodom graničnih stanja.

Skupine graničnih stanja.

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

6. Klasifikacija opterećenja i njihove projektne kombinacije.

7. Normativna i projektna opterećenja. Čimbenici pouzdanosti

po opterećenjima. U kojoj mjeri se razlikuju?

8. Normativni otpor betona. Kako je to povezano s prosjekom

snaga? S kojim osiguranjem je dodijeljen?

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

granična stanja? Koja je svrha uvođenja koeficijenata pouzdanosti i koeficijenata uvjeta rada?

10. Kako se dodjeljuje standardni otpor armature za različite čelike?

11. Izračunati otpor armature, faktori sigurnosti

i uvjetima rada.

12. Općenito zapišite uvjete koji isključuju nastanak

granična stanja skupina I i II te objasniti njihovo značenje.

Čitati:

Verzije pogubljenja Lavrentija Berije (10 fotografija) DAO je ono što je DAO: definicija – Filozofija Tao - što je to? Definicija i značenje. Pogledajte što je "Tao" u drugim rječnicima Razvoj Novorosije od 18. do početka 20. stoljeća Kompozicija “Jedan dan u životu seljaka