Stavbne konstrukcije morajo najprej imeti zadostno zanesljivost - to je sposobnost opravljanja določenih funkcij pod ustreznimi pogoji za določeno časovno obdobje. Prekinitev izvajanja gradbene konstrukcije vsaj ene od zanjo predvidenih funkcij se imenuje zavrnitev.

Tako se zavrnitev razume kot možnost, da pride do takšnega naključnega dogodka, katerega posledica so družbene ali gospodarske izgube. Šteje se, da struktura v trenutku pred okvaro preide v omejevalno stanje.

Mejna stanja so tista stanja, ob nastopu katerih konstrukcija preneha izpolnjevati zahteve, ki so ji naložene, to pomeni, da izgubi sposobnost, da se upre zunanjim obremenitvam ali prejme nesprejemljive premike ali lokalne poškodbe.

Vzroki za pojav omejevalnih stanj v gradbenih konstrukcijah so lahko preobremenitve, nizka kakovost materialov, iz katerih so izdelane, in drugo.

Glavna razlika med obravnavano metodo in prejšnjimi metodami izračuna (izračun na podlagi dovoljenih napetosti) je v tem, da so tukaj jasno določena mejna stanja konstrukcij in namesto enega samega varnostnega faktorja. k v izračun je uveden sistem izračunanih koeficientov, ki zagotavljajo konstrukcijo z določeno varnostjo pred nastopom teh pogojev v najbolj neugodnih (a res možnih) pogojih. Trenutno je ta metoda izračuna sprejeta kot glavna uradna.

Armiranobetonske konstrukcije lahko izgubijo zahtevano zmogljivost iz enega od dveh razlogov:

1. Zaradi izčrpanosti nosilnosti (uničenje materiala na najbolj obremenjenih odsekih, izguba stabilnosti posameznih elementov ali celotne konstrukcije kot celote);

2. Zaradi prevelikih deformacij (upogibov, tresljajev, posedanja), pa tudi zaradi nastanka razpok ali njihovega čezmernega odpiranja.

V skladu s tema dvema razlogoma, ki lahko povzročita izgubo zmogljivosti konstrukcij, normativi določajo dve skupini njihovih omejevalnih stanj:

Po nosilnosti (prva skupina);

Glede na primernost za normalno delovanje (druga skupina).

Naloga izračuna je preprečiti nastanek kakršnega koli omejevalnega stanja v obravnavani konstrukciji v obdobju izdelave, transporta, namestitve in delovanja.

Izračuni za omejevalna stanja prve skupine morajo v času delovanja konstrukcije in za druge faze dela zagotoviti njeno moč, stabilnost oblike, stabilnost položaja, vzdržljivost itd.

Izračuni mejnih stanj druge skupine se izvajajo, da se med delovanjem konstrukcije in v drugih fazah njenega delovanja prepreči prekomerno odpiranje razpok v širino, ki vodi do prezgodnje korozije armature ali njihovega nastanka ter kot prekomerni gibi.

Dejavniki oblikovanja

To so obremenitve in mehanske lastnosti materialov (beton in armatura). Imajo statistično variabilnost ali razpršenost vrednosti. Izračuni mejnega stanja upoštevajo (v implicitni obliki) variabilnost obremenitev in mehanskih lastnosti materialov, pa tudi različne neugodne ali ugodne pogoje za delovanje betona in armature, pogoje za izdelavo in delovanje elementov zgradb in strukture.

Obremenitve, mehanske lastnosti materialov in konstrukcijski faktorji so normalizirani. Pri načrtovanju armiranobetonskih konstrukcij so vrednosti obremenitev, odpornosti betona in armature določene v skladu s poglavji SNiP 2.01.07-85 * in SP 52-101-2003.

Razvrstitev obremenitev. Standardne in projektne obremenitve

Obremenitve in vplivi na zgradbe in objekte glede na trajanje njihovega delovanja delimo na trajne in začasne. Slednje pa se delijo na dolgoročne, kratkoročne in posebne.

Nanašajo se na: težo ljudi, materiale za popravilo na področju vzdrževanja in popravil opreme, snežne obremenitve s polno standardno vrednostjo, obremenitve vetra, obremenitve, ki nastanejo pri izdelavi, transportu in montaži konstrukcijskih elementov in nekatere druge.

Obremenitve v skladu s SNiP 2.01.07-85 * so razdeljene tudi na standardne in izračunane.

Normativne obremenitve se imenujejo obremenitve ali udarci, ki so pri normalnem delovanju zgradb in objektov po velikosti blizu največji možni. Njihove vrednosti so navedene v standardih.

Spremenljivost obremenitev v neugodni smeri se ocenjuje s koeficientom zanesljivosti za obremenitev γ f.

Izračunana vrednost obremenitve g za izračun trdnosti ali stabilnosti konstrukcije se določi z množenjem njene normalne vrednosti g n s koeficientom γ f, običajno večjim od 1

Vrednosti se razlikujejo glede na naravo obremenitev in njihovo velikost. Torej, na primer, ob upoštevanju lastne teže betonskih in armiranobetonskih konstrukcij = 1,1; ob upoštevanju lastne teže različnih estrihov, zasipov, izolacij, izvedenih v tovarni, = 1,2, in na gradbišču = 1,3. Za enakomerno porazdeljene obremenitve je treba upoštevati varnostne faktorje obremenitve:

1.3 - s polno standardno vrednostjo manj kot 2 kPa (2 kN / m 2);

1.2 - s polno standardno vrednostjo 2 kPa (2 kN / m 2) in več. Koeficient zanesljivosti obremenitve za lastno težo pri izračunu stabilnosti položaja proti vzponu, prevračanju in drsenju, pa tudi v drugih primerih, ko zmanjšanje mase poslabša pogoje delovanja konstrukcije, je enak 0,9.

Izračuni za mejna stanja druge skupine se izvajajo po standardnih obremenitvah ali po izračunanih, vzetih z γ f = 1.

Zgradbe in konstrukcije so izpostavljene hkratnemu delovanju različnih obremenitev. Zato je treba izračun zgradbe ali konstrukcije kot celote ali njenih posameznih elementov izvesti ob upoštevanju najbolj neugodnih kombinacij teh obremenitev ali naporov, ki jih povzročajo. Neugodne, a resnično možne kombinacije obremenitev med projektiranjem so izbrane v skladu s priporočili SNiP 2.01.07-85 *.

Glede na sestavo upoštevane obremenitve se razlikujejo naslednje kombinacije:

- glavni, vključno s stalnimi, dolgotrajnimi in kratkotrajnimi obremenitvami

Т = ΣТ post + ψ 1 ΣТ trajanje + ψ 2 ΣТ-krat,

kjer je T = M, T, Q;

ψ - koeficient kombinacij (če se upošteva 1 kratkotrajna obremenitev, potem je ψ 1 = ψ 2 = 1,0, če kombinacija vključuje 2 ali več kratkotrajnih obremenitev, potem je ψ 1 = 0,95, ψ 2 = 0,9);

- poseben, ki poleg stalnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev vključuje posebno obremenitev (ψ 1 = 0,95, ψ 2 = 0,80).

OSNOVNI BLOK IN TEMELJI

izračun mejnega stanja

Načela za izračun baz za mejna stanja (I in II).

1 mejno stanje- zagotavljanje pogojev za nemožnost izgube nosilnosti, stabilnosti in oblike.

2 mejno stanje- zagotavljanje primernosti stavb in objektov za normalno obratovanje ob preprečevanju deformacij, ki presegajo normativne (ne pride do izgube stabilnosti).

Za 1 PS se izračun vedno izvede, za 2 (za odpornost proti razpokam) - samo za gibljive temelje (trak, plošča).

Za 1 PS se izračuni izvedejo, če:

1) znatna vodoravna obremenitev se prenese na podlago.

2) temelj se nahaja na pobočju ali blizu ali pa je temelj zložen z veliko padajočimi talnimi ploščami.

3) osnovo sestavljajo počasi stisnjena z vodo nasičena meljasto-ilovnata tla z indeksom nasičenosti z vodo S r ≥ 0,8 in konsolidacijskim koeficientom z y ≤10 7 cm 2 / leto - trdnost skeleta tal pri nevtralnem tlaku.

4) podlaga je narejena iz skalnate zemlje.

Konstrukcijski pogoji za 1 PS:

F u - sila končnega upora podlage,

γ c = 0,8..1,0 - do NT delovni pogoji temelja tal,

γ n = 1,1..1,2 - to-nt zanesljivost, je odvisna od namena stavbe.

2 PS - vedno izvedeno.

S ≤ Su- ocenjen ulov (at P ≤ R), kjer je P tlak pod nogo temelja.

R je izračunana odpornost tal.

Bistvo metode

Metoda za izračun konstrukcij po omejevalnih stanjih je nadaljnji razvoj metode za izračun destruktivnih sil. Pri izračunu s to metodo so jasno določena mejna stanja konstrukcij in uveden je sistem projektnih koeficientov, ki zagotavljajo konstrukcijo pred nastankom teh stanj pri najbolj neugodnih kombinacijah obremenitev in pri najnižjih vrednostih trdnostnih lastnosti. materialov.

Faze uničenja, vendar se varnost konstrukcije pod obremenitvijo ne ocenjuje z enim sintetizirajočim varnostnim faktorjem, temveč s sistemom projektnih faktorjev. Nekoliko bolj ekonomične so konstrukcije, zasnovane in izračunane po metodi mejnega stanja.

2. Dve skupini mejnih stanj

Mejna stanja se upoštevajo, ko konstrukcije prenehajo izpolnjevati zahteve, ki so jim naložene med delovanjem, to pomeni, da izgubijo sposobnost, da se uprejo zunanjim obremenitvam in vplivom ali prejmejo nesprejemljive premike ali lokalne poškodbe.

Armiranobetonske konstrukcije morajo izpolnjevati projektne zahteve za dve skupini omejevalnih stanj: za nosilnost - prva skupina omejevalnih stanj; za primernost za normalno delovanje - druga skupina omejevalnih stanj.

Izračun za mejna stanja prve skupine se izvede, da se prepreči:

Krhko, duktilno ali drugo uničenje (izračun trdnosti, ob upoštevanju, če je potrebno, upogiba konstrukcije pred uničenjem);

izguba stabilnosti oblike konstrukcije (izračun stabilnosti tankostenskih konstrukcij ipd.) ali njene lege (izračun za prevračanje in drsenje podpornih sten, ekscentrično obremenjenih visokih temeljev; izračun za vzpon vkopanih ali podzemnih rezervoarjev itd.);

odpoved utrujenosti (izračun vzdržljivosti konstrukcij pod vplivom ponavljajoče se gibljive ali pulzirajoče obremenitve: žerjavni nosilci, pragovi, temelji okvirja in tla za neuravnotežene stroje itd.);

uničenje zaradi skupnega učinka dejavnikov sile in neugodnih vplivov zunanjega okolja (periodična ali stalna izpostavljenost agresivnemu okolju, delovanje izmeničnega zmrzovanja in odmrzovanja itd.).

Izračun za mejna stanja druge skupine se izvede, da se prepreči:

nastanek čezmernega ali dolgotrajnega odpiranja razpok (če je glede na obratovalne pogoje dopustno nastajanje ali dolgotrajno odpiranje razpok);

prekomerni premiki (upogibi, koti vrtenja, koti neusklajenosti in amplitude vibracij).

Izračun mejnih stanj konstrukcije kot celote, pa tudi njenih posameznih elementov ali delov, se izvede za vse faze: izdelava, transport, namestitev in obratovanje; v tem primeru morajo biti projektne sheme skladne s sprejetimi projektantskimi rešitvami in vsako od naštetih stopenj.

3. Izračunani faktorji

Računski faktorji - obremenitve in mehanske lastnosti betona in armature (končna trdnost, napetost tečenja) - imajo statistično variabilnost (razpon vrednosti). Obremenitve in obremenitve se lahko razlikujejo od določene verjetnosti preseganja povprečnih vrednosti, mehanske lastnosti materialov pa se lahko razlikujejo od določene verjetnosti znižanja povprečnih vrednosti. Izračuni za mejna stanja upoštevajo statistično variabilnost obremenitev in mehanskih lastnosti materialov, nestatistične dejavnike in različne neugodne ali ugodne fizikalne, kemične in mehanske pogoje za delovanje betona in armature, izdelavo in delovanje elementov zgradb. in strukture. Obremenitve, mehanske lastnosti materialov in konstrukcijski faktorji so normalizirani.

Vrednosti obremenitev, odpornosti betona in armature so določene v skladu s poglavji SNiP "Obremenitve in udarci" in "Beton in armiranobetonske konstrukcije".

4. Klasifikacija obremenitev. Standardne in projektne obremenitve

Glede na trajanje delovanja se obremenitve delijo na stalne in začasne. Začasne obremenitve pa so razdeljene na dolgoročne, kratkoročne, posebne.

Obremenitve zaradi teže nosilnih in ogradnih konstrukcij stavb in objektov, mase in tlaka tal, učinka prednapenjanja armiranobetonskih konstrukcij so konstantne.

Dolgotrajne obremenitve so posledica teže nepremične opreme na tleh - strojev, naprav, motorjev, rezervoarjev itd .; tlak plinov, tekočin, razsutih trdnih snovi v posodah; tovori v skladiščih, hladilnikih, arhivih, knjižnicah in podobnih zgradbah in objektih; del začasne obremenitve, določen z normami v stanovanjskih stavbah, pisarniških in gospodinjskih prostorih; dolgotrajni temperaturni tehnološki učinki nepremične opreme; obremenitve enega mostnega ali enega mostnega žerjava, pomnožene s faktorji: 0,5 za žerjave za srednje obremenitve in 0,7 za žerjave za težka dela; snežne obremenitve za III-IV podnebne regije s koeficienti 0,3-0,6. Navedene vrednosti žerjava, nekaterih začasnih in snežnih obremenitev so del njihove polne vrednosti in so vključene v izračun ob upoštevanju trajanja delovanja teh vrst obremenitev na premike, deformacije in razpoke. Polne vrednosti teh obremenitev so kratkoročne.

Kratkotrajne obremenitve so od teže ljudi, delov, materiala na področjih vzdrževanja in popravil opreme - hodniki in druga območja brez opreme; del obremenitve na tleh stanovanjskih in javnih zgradb; obremenitve, ki nastanejo pri izdelavi, transportu in vgradnji konstrukcijskih elementov; obremenitve mostnih in mostnih žerjavov, ki se uporabljajo pri gradnji ali delovanju zgradb in objektov; obremenitve snega in vetra; temperaturno-klimatski vplivi.

Posebne obremenitve vključujejo: potresne in eksplozivne učinke; obremenitve zaradi okvare ali okvare opreme in ostre motnje tehnološkega procesa (na primer z močnim dvigom ali znižanjem temperature itd.); učinki neenakomernih deformacij podlage, ki jih spremlja radikalna sprememba strukture tal (na primer deformacija uničenih tal med namakanjem ali permafrost med odmrzovanjem) itd.

Standardne obremenitve so določene z normami za vnaprej določeno verjetnost preseganja povprečnih vrednosti ali za nazivne vrednosti. Standardne konstantne obremenitve se vzamejo glede na načrtovane vrednosti geometrijskih in projektnih parametrov ter glede na vrednosti povprečne gostote. Standardne začasne tehnološke in montažne obremenitve so nastavljene na najvišje vrednosti, ki so predvidene za normalno delovanje; sneg in veter - glede na povprečje letnih neugodnih vrednosti ali neugodnih vrednosti, ki ustrezajo določenemu povprečnemu obdobju njihovih ponovitev.

Projektne obremenitve za analizo trdnosti in stabilnosti konstrukcij se določijo tako, da se standardna obremenitev pomnoži z varnostnim faktorjem obremenitve Vf, običajno večjim od ena, na primer g = gnyf. Faktor zanesljivosti iz teže betonskih in armiranobetonskih konstrukcij Yf = M; od teže betonskih konstrukcij na lahkih agregatih (s povprečno gostoto 1800 kg / m3 ali manj) in različnih estrih, nasutjih, grelnikih, izdelanih v tovarni, Yf = l, 2, pri vgradnji yf = \, 3; od različnih začasnih obremenitev, odvisno od njihove vrednosti yf = it 2 ... 1.4. Koeficient preobremenitve iz teže konstrukcij pri izračunu stabilnosti položaja proti vzponu, prevračanju in drsenju, pa tudi v drugih primerih, ko zmanjšanje mase poslabša stanje delovanja konstrukcije, se vzame 7f = 0,9. Pri izračunu konstrukcij v fazi gradnje se izračunane kratkoročne obremenitve pomnožijo s faktorjem 0,8. Predvideva se, da so projektne obremenitve za načrtovanje konstrukcij za deformacije in premike (za drugo skupino mejnih stanj) enake standardnim vrednostim s koeficientom Yf -1-

Kombinacija obremenitev. Konstrukcije je treba načrtovati za različne kombinacije obremenitev ali ustreznih sil, če se izračun izvede po neelastični shemi. Glede na sestavo obravnavanih obremenitev ločimo: osnovne kombinacije, sestavljene iz trajnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev ali naporov iz nnh; posebne kombinacije, ki jih sestavljajo trajne, dolgoročne, možne kratkoročne in ena od posebnih obremenitev oziroma naporov od njih.

Upoštevamo ^ pet skupin osnovnih kombinacij obremenitev. Pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije prve skupine se upoštevajo stalne, dolgotrajne in eno kratkotrajne obremenitve; pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije druge skupine se upoštevajo stalne, dolgoročne in dve (ali več) kratkotrajne obremenitve; medtem ko so vrednosti kratkoročne

obremenitve ali njihova ustrezna prizadevanja je treba pomnožiti s faktorjem kombinacije 0,9.

Pri izračunu konstrukcij za posebne kombinacije je treba vrednosti kratkotrajnih obremenitev ali ustreznih sil pomnožiti s kombiniranim koeficientom, ki je enak 0,8, razen v primerih, določenih v standardih za načrtovanje stavb in objektov v potresnih območjih.

Norme omogočajo tudi zmanjšanje živih obremenitev pri izračunu nosilcev in nosilcev, odvisno od površine obremenjenega dna.

5. Stopnja odgovornosti zgradb in objektov

Stopnja odgovornosti stavbe in objektov, ko objekti dosežejo mejna stanja, je določena z višino materialne in družbene škode. Pri načrtovanju konstrukcij je treba upoštevati faktor zanesljivosti za namen enotnega podjetja, katerega vrednost je odvisna od razreda odgovornosti zgradb ali objektov. Končne vrednosti nosilnosti, izračunane vrednosti uporov, mejne vrednosti deformacij, odpiranje razpok ali pomnožite izračunane vrednosti obremenitev, sil ali drugih učinkov s tem faktorjem, je treba deliti z varnostnim faktorjem za predvideni namen.

Eksperimentalne študije, opravljene v tovarnah montažnih betonskih izdelkov, so pokazale, da je za težke betone in betone na poroznih agregatih koeficient variacije V ~ 0,135, kar je sprejeto v standardih.

V matematični statistiki je z uporabo pa ali ni verjetnost ponovitve vrednosti končnega upora manjša od B. Če vzamemo x = 1,64, je verjetno ponovitev vrednosti<В не более чем у 5 % (и значения В не менее чем у 95 %) испытанных образцов. При этом достигается нормированная обеспеченность не менее 0,95.

Pri nadzoru razreda betona glede na aksialno natezno trdnost je normativna odpornost betona na osno napetost Rbtn enaka njegovi zajamčeni trdnosti (razredu). aksialna napetost.

Projektni upornosti betona za izračun po prvi skupini mejnih stanj se določijo tako, da se standardne upornosti delijo z ustreznimi varnostnimi faktorji za beton pri stiskanju yc = 1,3 prn natezna t = 1,5 in pri nadzoru natezne trdnosti yy = \ , 3. Projektna odpornost betona na aksialno stiskanje

Projektna tlačna trdnost težkega betona razredov B50, B55, B60 se pomnoži s koeficienti, ki upoštevajo posebnost mehanskih lastnosti betona visoke trdnosti (zmanjšanje deformacij lezenja), ki je enak 0,95; 0,925 in 0,9.

Vrednosti izračunanih uporov betona z zaokroževanjem so podane v prilogi. JAZ.

Pri izračunu konstrukcijskih elementov se konstrukcijski upor betona Rb in Rbt zmanjša, v nekaterih primerih pa poveča z množenjem z ustreznimi koeficienti delovnih pogojev betona ob upoštevanju značilnosti lastnosti betona: trajanje obremenitve in njena večkratna ponovljivost; pogoji, narava in faza gradbenih del; način njegove izdelave, dimenzije odseka itd.

Za projektno odpornost armature proti stiskanju Rsc, ki se uporablja pri projektiranju konstrukcij po prvi skupini mejnih stanj, ko je armatura oprijeta na beton, se šteje, da je enaka ustrezni konstrukcijski natezni trdnosti armature Rs, vendar ne več kot 400 MPa (na podlagi končne stisljivosti betonske kadi). Pri izračunu konstrukcij, za katere se upošteva konstrukcijska odpornost betona pri dolgotrajni obremenitvi, ob upoštevanju koeficienta obratovalnih pogojev y & 2

Pri izračunu konstrukcijskih elementov se konstrukcijski upori armature zmanjšajo ali v nekaterih primerih povečajo z množenjem z ustreznimi koeficienti delovnih pogojev ySi, ob upoštevanju možnosti nepopolne uporabe njegovih lastnosti trdnosti zaradi neenakomerne porazdelitve napetosti v prerez, nizka trdnost betona, pogoji pritrditve, prisotnost upogibov, narava nateznega diagrama jekla, sprememba njegovih lastnosti glede na pogoje delovanja konstrukcije itd.

Pri izračunu elementov za delovanje prečne sile se konstrukcijski upori prečne armature zmanjšajo z uvedbo koeficienta obratovalnih pogojev -um ^ OD, pri čemer se upošteva neenakomerna porazdelitev napetosti v armaturi po dolžini nagnjenega oddelek. Poleg tega je bil za varjeno prečno ojačitev iz žice razredov Bp-I in palic razreda A-III uveden koeficient Vs2 = 0,9 ob upoštevanju možnosti krhkega loma zvarjenega spoja sponk. Vrednosti projektnih uporov prečne armature pri izračunu za strižno silo Rsw ob upoštevanju koeficientov yst so podane v tabeli. 1 in 2 adj. V.

Poleg tega je treba konstrukcijske upornosti Rs, Rsc in Rsw pomnožiti s faktorji obratovalnih pogojev: Ys3, 7 * 4 - z več obremenitvami (glej poglavje VIII); ysb ^ lx / lp ali vozel ~ 1x / 1ap - v coni prenosa napetosti in v območju pritrditve nenapetostne armature brez sider; 7 ^ 6 - pri delovanju "ojačitve visoke trdnosti pri napetostih nad običajno mejo tečenja (7о, 2.

Projektne upornosti armature za izračun po drugi skupini mejnih stanj nastavimo z varnostnim faktorjem za armaturo 7s = 1, t.j. vzamemo enake standardnim vrednostim Rs, ser = Rsn in vnesemo v izračun s koeficientom delovnih pogojev armature

Razpočna odpornost armiranobetonske konstrukcije se imenuje njena odpornost proti nastanku razpok v I. stopnji napetostno-deformacijskega stanja ali odpornost proti odpiranju razpok v II.

Za odpornost proti razpokam armiranobetonske konstrukcije ali njenih delov so pri izračunu določene različne zahteve, odvisno od vrste uporabljene armature. Te zahteve veljajo za razpoke, ki so normalne in poševne na vzdolžno os elementa in so razdeljene v tri kategorije:

Odpiranje razpok pod vplivom stalnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev se šteje za kratko; odpiranje razpok velja za dolgotrajno pod delovanjem le stalnih in dolgotrajnih obremenitev. Največja širina odpiranja razpok (dcgc \ - kratka in ccg2 dolga), pri kateri normalno delovanje zgradb, korozijska odpornost armature in vzdržljivost konstrukcije, odvisno od kategorije zahtev za odpornost proti razpokam, ne sme presegati 0,05-0,4 mm (Tabela II.2).

Prednapeti elementi pod tlakom tekočine ali plinov (cisterne, tlačne cevi ipd.), s popolnoma raztegnjenim odsekom s palično ali žično armaturo, pa tudi z delno stisnjenim odsekom z žično armaturo s premerom 3 mm ali manj, morajo izpolnjujejo zahteve prve kategorije. Drugi prednapeti elementi, odvisno od delovnih pogojev konstrukcije in vrste armature, morajo izpolnjevati zahteve druge ali tretje kategorije.

Postopek upoštevanja obremenitev pri izračunu razpočne odpornosti je odvisen od kategorije zahtev za odpornost proti razpokam: za zahteve prve kategorije se izračun izvede glede na projektne obremenitve z varnostnim faktorjem za obremenitev yf> l (kot pri izračunu moči); za zahteve druge in tretje kategorije izračun temelji na delovanju obremenitev s koeficientom V / = b Izračun temelji na nastanku razpok za pojasnitev potrebe po preverjanju kratkotrajnega odpiranja razpok z zahtevami druga kategorija se izvede na delovanje projektnih obremenitev s koeficientom yf> U izračun na nastanek razpok za določitev potrebe preverjanja odpiranja razpok z zahtevami tretje kategorije izvede delovanje obremenitev s koeficientom Y / - 1. Pri izračunu odpornosti proti razpokam se upošteva kombinirano delovanje vseh obremenitev, razen posebnih. Posebne obremenitve se upoštevajo pri izračunu nastanka razpok v primerih, ko razpoke vodijo do katastrofalne situacije. Izračun za zapiranje razpok z zahtevami druge kategorije se izvede za delovanje stalnih in dolgotrajnih obremenitev s koeficientom y / -1- Postopek za upoštevanje obremenitev je podan v tabeli. P.Z. Na končnih odsekih prednapetih elementov v dolžini cone prenosa napetosti od armature do betona 1P ni dovoljeno razpokanje pri skupnem delovanju vseh obremenitev (razen posebnih), vnesenih v izračun s koeficientom Y / = L Ta Zahteva je posledica dejstva, da prezgodnje razpoke v betonu na končnih odsekih elementov - lahko privede do vlečenja armature iz betona pod obremenitvijo in nenadnega uničenja.

povečanje odklonov. V strukturnih izračunih se upošteva vpliv teh razpok. Za elemente, ki delujejo v S & pogojih večkratnih ponavljajočih se obremenitev in so izračunani na vzdržljivost, nastajanje takšnih razpok ni dovoljeno.

Mejna stanja prve skupine. Izračuni trdnosti temeljijo na III. stopnji napetostno-deformacijskega stanja. Presek konstrukcije ima potrebno trdnost, če sile iz projektnih obremenitev ne presegajo sil, ki jih odsek zazna pri projektnih uporih materialov, ob upoštevanju koeficienta delovnih pogojev. Sila iz projektnih obremenitev T (na primer upogibni moment ali vzdolžna sila) je funkcija standardnih obremenitev, varnostnih faktorjev in drugih faktorjev C (konstrukcijski model, dinamični faktor itd.).

Mejna stanja druge skupine. Izračun za nastanek razpok, normalnih in nagnjenih na vzdolžno os elementa, se izvede za preverjanje odpornosti na razpoke elementov, za katere veljajo zahteve prve kategorije, in tudi za ugotavljanje, ali se v elementu pojavijo razpoke. elementi, katerih odpornost na razpoke je naložena zahtevam druge in tretje kategorije. Šteje se, da se razpoke, ki so normalne na vzdolžno os, ne pojavijo, če sila T (upogibni moment ali vzdolžna sila) zaradi delovanja obremenitev ne presega sile TСгс, ki jo lahko zaznamo s prerezom elementa

Šteje se, da se razpoke, nagnjene k vzdolžni osi elementa, ne pojavijo, če glavne natezne napetosti v betonu ne presegajo izračunanih vrednosti,

Izračun odpiranja razpok, normalnih in nagnjenih proti vzdolžni osi, je sestavljen iz določitve širine odprtine razpok na nivoju napete armature in primerjave z največjo širino odprtine. Podatki o končni širini odpiranja razpok so navedeni v tabeli. II.3.

Izračun premikov sestoji iz določanja upogiba elementa pred obremenitvami, ob upoštevanju trajanja njihovega delovanja in primerjave s končnim upogibom.

Mejne odklone določajo različne zahteve: tehnološke, zaradi normalnega delovanja žerjavov, tehnoloških instalacij, strojev itd .; konstruktivno, zaradi vpliva sosednjih elementov, ki omejujejo deformacije, potrebe po vzdržljivosti danih pobočij itd.; estetski.

Končni upogib prednapetih elementov se lahko poveča za višino upogiba, če to ni omejeno s tehnološkimi ali konstrukcijskimi zahtevami.

Postopek za upoštevanje obremenitev pri izračunu upogibov je določen na naslednji način: če je omejen s tehnološkimi ali konstrukcijskimi zahtevami - na delovanje trajnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev; kadar so omejene z estetskimi zahtevami - na delovanje stalnih in dolgotrajnih obremenitev. V tem primeru se faktor zanesljivosti obremenitve vzame kot Yf

Mejni upogibi, določeni z normativi za različne armiranobetonske elemente, so podani v tabeli II.4. Omejitveni upogib konzol, ki se nanaša na previs konzole, je dvakrat večji.

Poleg tega je treba izvesti dodaten izračun za nestabilnost za armiranobetonske talne plošče, stopnišča, ploščadi itd., ki niso povezani s sosednjimi elementi: dodatni odklon od kratkotrajne koncentrirane obremenitve 1000 N z najbolj neugodno shemo njene uporabe bi moral biti ne presega 0,7 mm.

1. Bistvo metode

Metoda za izračun konstrukcij po omejevalnih stanjih je nadaljnji razvoj metode za izračun destruktivnih sil. Pri izračunu s to metodo so jasno določena mejna stanja konstrukcij in uveden je sistem projektnih koeficientov, ki zagotavljajo konstrukcijo pred nastankom teh stanj pri najbolj neugodnih kombinacijah obremenitev in pri najnižjih vrednostih trdnostnih lastnosti. materialov.

Faze uničenja, vendar se varnost konstrukcije pod obremenitvijo ne ocenjuje z enim sintetizirajočim varnostnim faktorjem, temveč s sistemom projektnih faktorjev. Nekoliko bolj ekonomične so konstrukcije, zasnovane in izračunane po metodi mejnega stanja.

2. Dve skupini mejnih stanj

Mejna stanja se upoštevajo, ko konstrukcije prenehajo izpolnjevati zahteve, ki so jim naložene med delovanjem, to pomeni, da izgubijo sposobnost, da se uprejo zunanjim obremenitvam in vplivom ali prejmejo nesprejemljive premike ali lokalne poškodbe.

Armiranobetonske konstrukcije morajo izpolnjevati projektne zahteve za dve skupini omejevalnih stanj: za nosilnost - prva skupina omejevalnih stanj; za primernost za normalno delovanje - druga skupina omejevalnih stanj.

izguba stabilnosti oblike konstrukcije (izračun stabilnosti tankostenskih konstrukcij ipd.) ali njene lege (izračun za prevračanje in drsenje podpornih sten, ekscentrično obremenjenih visokih temeljev; izračun za vzpon vkopanih ali podzemnih rezervoarjev itd.);

odpoved utrujenosti (izračun vzdržljivosti konstrukcij pod vplivom ponavljajoče se gibljive ali pulzirajoče obremenitve: žerjavni nosilci, pragovi, temelji okvirja in tla za neuravnotežene stroje itd.);

uničenje zaradi skupnega učinka dejavnikov sile in neugodnih vplivov zunanjega okolja (periodična ali stalna izpostavljenost agresivnemu okolju, delovanje izmeničnega zmrzovanja in odmrzovanja itd.).

Izračun za mejna stanja druge skupine se izvede, da se prepreči:

nastanek čezmernega ali dolgotrajnega odpiranja razpok (če je glede na obratovalne pogoje dopustno nastajanje ali dolgotrajno odpiranje razpok);

prekomerni premiki (upogibi, koti vrtenja, koti neusklajenosti in amplitude vibracij).

Izračun mejnih stanj konstrukcije kot celote, pa tudi njenih posameznih elementov ali delov, se izvede za vse faze: izdelava, transport, namestitev in obratovanje; v tem primeru morajo biti projektne sheme skladne s sprejetimi projektantskimi rešitvami in vsako od naštetih stopenj.

3. Izračunani faktorji

Računski faktorji - obremenitve in mehanske lastnosti betona in armature (končna trdnost, napetost tečenja) - imajo statistično variabilnost (razpon vrednosti). Obremenitve in obremenitve se lahko razlikujejo od določene verjetnosti preseganja povprečnih vrednosti, mehanske lastnosti materialov pa se lahko razlikujejo od določene verjetnosti znižanja povprečnih vrednosti. Izračuni za mejna stanja upoštevajo statistično variabilnost obremenitev in mehanskih lastnosti materialov, nestatistične dejavnike in različne neugodne ali ugodne fizikalne, kemične in mehanske pogoje za delovanje betona in armature, izdelavo in delovanje elementov zgradb. in strukture. Obremenitve, mehanske lastnosti materialov in konstrukcijski faktorji so normalizirani.

Vrednosti obremenitev, odpornosti betona in armature so določene v skladu s poglavji SNiP "Obremenitve in udarci" in "Beton in armiranobetonske konstrukcije".

4. Klasifikacija obremenitev. Standardne in projektne obremenitve

Glede na trajanje delovanja se obremenitve delijo na stalne in začasne. Začasne obremenitve pa so razdeljene na dolgoročne, kratkoročne, posebne.

Obremenitve zaradi teže nosilnih in ogradnih konstrukcij stavb in objektov, mase in tlaka tal, učinka prednapenjanja armiranobetonskih konstrukcij so konstantne.

Dolgotrajne obremenitve so posledica teže nepremične opreme na tleh - strojev, naprav, motorjev, rezervoarjev itd .; tlak plinov, tekočin, razsutih trdnih snovi v posodah; tovori v skladiščih, hladilnikih, arhivih, knjižnicah in podobnih zgradbah in objektih; del začasne obremenitve, določen z normami v stanovanjskih stavbah, pisarniških in gospodinjskih prostorih; dolgotrajni temperaturni tehnološki učinki nepremične opreme; obremenitve enega mostnega ali enega mostnega žerjava, pomnožene s faktorji: 0,5 za žerjave za srednje obremenitve in 0,7 za žerjave za težka dela; snežne obremenitve za III-IV podnebne regije s koeficienti 0,3-0,6. Navedene vrednosti žerjava, nekaterih začasnih in snežnih obremenitev so del njihove polne vrednosti in so vključene v izračun ob upoštevanju trajanja delovanja teh vrst obremenitev na premike, deformacije in razpoke. Polne vrednosti teh obremenitev so kratkoročne.

Kratkotrajne obremenitve so od teže ljudi, delov, materiala na področjih vzdrževanja in popravil opreme - hodniki in druga območja brez opreme; del obremenitve na tleh stanovanjskih in javnih zgradb; obremenitve, ki nastanejo pri izdelavi, transportu in vgradnji konstrukcijskih elementov; obremenitve mostnih in mostnih žerjavov, ki se uporabljajo pri gradnji ali delovanju zgradb in objektov; obremenitve snega in vetra; temperaturno-klimatski vplivi.

Posebne obremenitve vključujejo: potresne in eksplozivne učinke; obremenitve zaradi okvare ali okvare opreme in ostre motnje tehnološkega procesa (na primer z močnim dvigom ali znižanjem temperature itd.); učinki neenakomernih deformacij podlage, ki jih spremlja radikalna sprememba strukture tal (na primer deformacija uničenih tal med namakanjem ali permafrost med odmrzovanjem) itd.

Standardne obremenitve so določene z normami za vnaprej določeno verjetnost preseganja povprečnih vrednosti ali za nazivne vrednosti. Standardne konstantne obremenitve se vzamejo glede na načrtovane vrednosti geometrijskih in projektnih parametrov ter glede na vrednosti povprečne gostote. Standardne začasne tehnološke in montažne obremenitve so nastavljene na najvišje vrednosti, ki so predvidene za normalno delovanje; sneg in veter - glede na povprečje letnih neugodnih vrednosti ali neugodnih vrednosti, ki ustrezajo določenemu povprečnemu obdobju njihovih ponovitev.

Projektne obremenitve za analizo trdnosti in stabilnosti konstrukcij se določijo tako, da se standardna obremenitev pomnoži z varnostnim faktorjem obremenitve Vf, običajno večjim od ena, na primer g = gnyf. Faktor zanesljivosti iz teže betonskih in armiranobetonskih konstrukcij Yf = M; od teže betonskih konstrukcij na lahkih agregatih (s povprečno gostoto 1800 kg / m3 ali manj) in različnih estrih, nasutjih, grelnikih, izdelanih v tovarni, Yf = l, 2, pri vgradnji yf = \, 3; na različne začasne obremenitve glede na njihovo vrednost yf = it 2. 1.4. Koeficient preobremenitve iz teže konstrukcij pri izračunu stabilnosti položaja proti vzponu, prevračanju in drsenju, pa tudi v drugih primerih, ko zmanjšanje mase poslabša stanje delovanja konstrukcije, se vzame 7f = 0,9. Pri izračunu konstrukcij v fazi gradnje se izračunane kratkoročne obremenitve pomnožijo s faktorjem 0,8. Predvideva se, da so projektne obremenitve za načrtovanje konstrukcij za deformacije in premike (za drugo skupino mejnih stanj) enake standardnim vrednostim s koeficientom Yf -1-

Kombinacija obremenitev. Konstrukcije je treba načrtovati za različne kombinacije obremenitev ali ustreznih sil, če se izračun izvede po neelastični shemi. Glede na sestavo obravnavanih obremenitev ločimo: osnovne kombinacije, sestavljene iz trajnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev ali naporov iz nnh; posebne kombinacije, ki jih sestavljajo trajne, dolgoročne, možne kratkoročne in ena od posebnih obremenitev oziroma naporov od njih.

Upoštevamo ^ pet skupin osnovnih kombinacij obremenitev. Pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije prve skupine se upoštevajo stalne, dolgotrajne in eno kratkotrajne obremenitve; pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije druge skupine se upoštevajo stalne, dolgoročne in dve (ali več) kratkotrajne obremenitve; medtem ko so vrednosti kratkoročne

obremenitve ali njihova ustrezna prizadevanja je treba pomnožiti s faktorjem kombinacije 0,9.

Pri izračunu konstrukcij za posebne kombinacije je treba vrednosti kratkotrajnih obremenitev ali ustreznih sil pomnožiti s kombiniranim koeficientom, ki je enak 0,8, razen v primerih, določenih v standardih za načrtovanje stavb in objektov v potresnih območjih.

Norme omogočajo tudi zmanjšanje živih obremenitev pri izračunu nosilcev in nosilcev, odvisno od površine obremenjenega dna.

5. Stopnja odgovornosti zgradb in objektov

Stopnja odgovornosti stavbe in objektov, ko objekti dosežejo mejna stanja, je določena z višino materialne in družbene škode. Pri načrtovanju konstrukcij je treba upoštevati faktor zanesljivosti za namen enotnega podjetja, katerega vrednost je odvisna od razreda odgovornosti zgradb ali objektov. Končne vrednosti nosilnosti, izračunane vrednosti uporov, mejne vrednosti deformacij, odpiranje razpok ali pomnožite izračunane vrednosti obremenitev, sil ali drugih učinkov s tem faktorjem, je treba deliti z varnostnim faktorjem za predvideni namen.

Eksperimentalne študije, izvedene v tovarnah montažnih betonov, so pokazale, da je za težke betone in betone na osnovi poroznih agregatov koeficient variacije Y

0,135, kar je sprejeto v normah.

V matematični statistiki je z uporabo pa ali ni verjetnost ponovitve vrednosti končnega upora manjša od B. Če vzamemo x = 1,64, je verjetno ponovitev vrednosti<В не более чем у 5 % (и значения В не менее чем у 95 %) испытанных образцов. При этом достигается нормированная обеспеченность не менее 0,95.

Pri nadzoru razreda betona glede na aksialno natezno trdnost je normativna odpornost betona na osno napetost Rbtn enaka njegovi zajamčeni trdnosti (razredu). aksialna napetost.

Projektni upornosti betona za izračun po prvi skupini mejnih stanj se določijo tako, da se standardne upornosti delijo z ustreznimi varnostnimi faktorji za beton pri stiskanju yc = 1,3 prn natezna t = 1,5 in pri nadzoru natezne trdnosti yy = \ , 3. Projektna odpornost betona na aksialno stiskanje

Projektna tlačna trdnost težkega betona razredov B50, B55, B60 se pomnoži s koeficienti, ki upoštevajo posebnost mehanskih lastnosti betona visoke trdnosti (zmanjšanje deformacij lezenja), ki je enak 0,95; 0,925 in 0,9.

Vrednosti izračunanih uporov betona z zaokroževanjem so podane v prilogi. JAZ.

Pri izračunu konstrukcijskih elementov se konstrukcijski upor betona Rb in Rbt zmanjša, v nekaterih primerih pa poveča z množenjem z ustreznimi koeficienti delovnih pogojev betona ob upoštevanju značilnosti lastnosti betona: trajanje obremenitve in njena večkratna ponovljivost; pogoji, narava in faza gradbenih del; način njegove izdelave, dimenzije odseka itd.

Za projektno odpornost armature proti stiskanju Rsc, ki se uporablja pri projektiranju konstrukcij po prvi skupini mejnih stanj, ko je armatura oprijeta na beton, se šteje, da je enaka ustrezni konstrukcijski natezni trdnosti armature Rs, vendar ne več kot 400 MPa (na podlagi končne stisljivosti betonske kadi). Pri izračunu konstrukcij, za katere se upošteva konstrukcijska odpornost betona pri dolgotrajni obremenitvi, ob upoštevanju koeficienta obratovalnih pogojev y & 2

Pri izračunu konstrukcijskih elementov se konstrukcijski upori armature zmanjšajo ali v nekaterih primerih povečajo z množenjem z ustreznimi koeficienti delovnih pogojev ySi, ob upoštevanju možnosti nepopolne uporabe njegovih lastnosti trdnosti zaradi neenakomerne porazdelitve napetosti v prerez, nizka trdnost betona, pogoji pritrditve, prisotnost upogibov, narava nateznega diagrama jekla, sprememba njegovih lastnosti glede na pogoje delovanja konstrukcije itd.

Pri izračunu elementov za delovanje prečne sile se konstrukcijski upori prečne armature zmanjšajo z uvedbo koeficienta obratovalnih pogojev -um ^ OD, pri čemer se upošteva neenakomerna porazdelitev napetosti v armaturi po dolžini nagnjenega oddelek. Poleg tega je bil za varjeno prečno ojačitev iz žice razredov Bp-I in palic razreda A-III uveden koeficient Vs2 = 0,9 ob upoštevanju možnosti krhkega loma zvarjenega spoja sponk. Vrednosti projektnih uporov prečne armature pri izračunu za strižno silo Rsw ob upoštevanju koeficientov yst so podane v tabeli. 1 in 2 adj. V.

Poleg tega je treba konstrukcijske upornosti Rs, Rsc in Rsw pomnožiti s faktorji obratovalnih pogojev: Ys3, 7 * 4 - z več obremenitvami (glej poglavje VIII); ysb ^ lx / lp ali vozel

1x / 1ap - v coni prenosa napetosti in v območju pritrditve nenapete armature brez sider; 7 ^ 6 - pri delu z visoko trdnostno armaturo pri napetostih nad pogojno mejo tečenja (7о, 2.

Projektne upornosti armature za izračun po drugi skupini mejnih stanj nastavimo z varnostnim faktorjem za armaturo 7s = 1, t.j. vzamemo enake standardnim vrednostim Rs, ser = Rsn in vnesemo v izračun s koeficientom delovnih pogojev armature

Razpočna odpornost armiranobetonske konstrukcije se imenuje njena odpornost proti nastanku razpok v I. stopnji napetostno-deformacijskega stanja ali odpornost proti odpiranju razpok v II.

Za odpornost proti razpokam armiranobetonske konstrukcije ali njenih delov so pri izračunu določene različne zahteve, odvisno od vrste uporabljene armature. Te zahteve veljajo za razpoke, ki so normalne in poševne na vzdolžno os elementa in so razdeljene v tri kategorije:

Odpiranje razpok pod vplivom stalnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev se šteje za kratko; odpiranje razpok velja za dolgotrajno pod delovanjem le stalnih in dolgotrajnih obremenitev. Največja širina odpiranja razpok (dcgc \ - kratka in ccg2 dolga), pri kateri normalno delovanje zgradb, korozijska odpornost armature in vzdržljivost konstrukcije, odvisno od kategorije zahtev za odpornost proti razpokam, ne sme presegati 0,05-0,4 mm (Tabela II.2).

Prednapeti elementi pod tlakom tekočine ali plinov (cisterne, tlačne cevi ipd.), s popolnoma raztegnjenim odsekom s palično ali žično armaturo, pa tudi z delno stisnjenim odsekom z žično armaturo s premerom 3 mm ali manj, morajo izpolnjujejo zahteve prve kategorije. Drugi prednapeti elementi, odvisno od delovnih pogojev konstrukcije in vrste armature, morajo izpolnjevati zahteve druge ali tretje kategorije.

Postopek upoštevanja obremenitev pri izračunu razpočne odpornosti je odvisen od kategorije zahtev za odpornost proti razpokam: za zahteve prve kategorije se izračun izvede glede na projektne obremenitve z varnostnim faktorjem za obremenitev yf> l (kot pri izračunu moči); za zahteve druge in tretje kategorije izračun temelji na delovanju obremenitev s koeficientom V / = b Izračun temelji na nastanku razpok za pojasnitev potrebe po preverjanju kratkotrajnega odpiranja razpok z zahtevami druga kategorija se izvede na delovanje projektnih obremenitev s koeficientom yf> U izračun na nastanek razpok za določitev potrebe preverjanja odpiranja razpok z zahtevami tretje kategorije izvede delovanje obremenitev s koeficientom Y / - 1. Pri izračunu odpornosti proti razpokam se upošteva kombinirano delovanje vseh obremenitev, razen posebnih. Posebne obremenitve se upoštevajo pri izračunu nastanka razpok v primerih, ko razpoke vodijo do katastrofalne situacije. Izračun za zapiranje razpok z zahtevami druge kategorije se izvede za delovanje stalnih in dolgotrajnih obremenitev s koeficientom y / -1- Postopek za upoštevanje obremenitev je podan v tabeli. P.Z. Na končnih odsekih prednapetih elementov v dolžini cone prenosa napetosti od armature do betona 1P ni dovoljeno razpokanje pri skupnem delovanju vseh obremenitev (razen posebnih), vnesenih v izračun s koeficientom Y / = L Ta Zahteva je posledica dejstva, da prezgodnje razpoke v betonu na končnih odsekih elementov - lahko privede do vlečenja armature iz betona pod obremenitvijo in nenadnega uničenja.

povečanje odklonov. V strukturnih izračunih se upošteva vpliv teh razpok. Za elemente, ki delujejo v S & pogojih večkratnih ponavljajočih se obremenitev in so izračunani na vzdržljivost, nastajanje takšnih razpok ni dovoljeno.

Mejna stanja prve skupine. Izračuni trdnosti temeljijo na III. stopnji napetostno-deformacijskega stanja. Presek konstrukcije ima potrebno trdnost, če sile iz projektnih obremenitev ne presegajo sil, ki jih odsek zazna pri projektnih uporih materialov, ob upoštevanju koeficienta delovnih pogojev. Sila iz projektnih obremenitev T (na primer upogibni moment ali vzdolžna sila) je funkcija standardnih obremenitev, varnostnih faktorjev in drugih faktorjev C (konstrukcijski model, dinamični faktor itd.).

Mejna stanja druge skupine. Izračun za nastanek razpok, normalnih in nagnjenih na vzdolžno os elementa, se izvede za preverjanje odpornosti na razpoke elementov, za katere veljajo zahteve prve kategorije, in tudi za ugotavljanje, ali se v elementu pojavijo razpoke. elementi, katerih odpornost na razpoke je naložena zahtevam druge in tretje kategorije. Šteje se, da se razpoke, ki so normalne na vzdolžno os, ne pojavijo, če sila T (upogibni moment ali vzdolžna sila) zaradi delovanja obremenitev ne presega sile TСгс, ki jo lahko zaznamo s prerezom elementa

Šteje se, da se razpoke, nagnjene k vzdolžni osi elementa, ne pojavijo, če glavne natezne napetosti v betonu ne presegajo izračunanih vrednosti,

Izračun odpiranja razpok, normalnih in nagnjenih proti vzdolžni osi, je sestavljen iz določitve širine odprtine razpok na nivoju napete armature in primerjave z največjo širino odprtine. Podatki o končni širini odpiranja razpok so navedeni v tabeli. II.3.

Izračun premikov sestoji iz določanja upogiba elementa pred obremenitvami, ob upoštevanju trajanja njihovega delovanja in primerjave s končnim upogibom.

Mejne odklone določajo različne zahteve: tehnološke, zaradi normalnega delovanja žerjavov, tehnoloških instalacij, strojev itd .; konstruktivno, zaradi vpliva sosednjih elementov, ki omejujejo deformacije, potrebe po vzdržljivosti danih pobočij itd.; estetski.

Končni upogib prednapetih elementov se lahko poveča za višino upogiba, če to ni omejeno s tehnološkimi ali konstrukcijskimi zahtevami.

Postopek za upoštevanje obremenitev pri izračunu upogibov je določen na naslednji način: če je omejen s tehnološkimi ali konstrukcijskimi zahtevami - na delovanje trajnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev; kadar so omejene z estetskimi zahtevami - na delovanje stalnih in dolgotrajnih obremenitev. V tem primeru se faktor zanesljivosti obremenitve vzame kot Yf

Mejni upogibi, določeni z normativi za različne armiranobetonske elemente, so podani v tabeli II.4. Omejitveni upogib konzol, ki se nanaša na previs konzole, je dvakrat večji.

Poleg tega je treba izvesti dodaten izračun za nestabilnost za armiranobetonske talne plošče, stopnišča, ploščadi itd., ki niso povezani s sosednjimi elementi: dodatni odklon od kratkotrajne koncentrirane obremenitve 1000 N z najbolj neugodno shemo njene uporabe bi moral biti ne presega 0,7 mm.

Metoda izračuna mejnega stanja

Metoda izračuna mejnega stanja

Pri izračunu po tej metodi se struktura upošteva v omejujočem stanju zasnove. Za načrtovalno mejno stanje se šteje takšno stanje konstrukcije, v katerem preneha izpolnjevati operativne zahteve, ki so ji naložene, to pomeni, da izgubi sposobnost upora zunanjim vplivom ali prejme nesprejemljive deformacije ali lokalne poškodbe.

Za jeklene konstrukcije sta bili določeni dve konstrukcijski mejni stanji:

1. prvo konstrukcijsko mejno stanje, določeno z nosilnostjo (moč, stabilnost ali vzdržljivost); vse jeklene konstrukcije morajo izpolnjevati to mejno stanje;
2. drugo konstrukcijsko mejno stanje, določeno z razvojem prevelikih deformacij (upogibov in premikov); to omejevalno stanje morajo izpolnjevati strukture, pri katerih lahko velikost deformacij omeji možnost njihovega delovanja.

Prvo izračunano mejno stanje je izraženo z neenakostjo

kjer je N konstrukcijska sila v konstrukciji iz vsote učinkov projektnih obremenitev P v najbolj neugodni kombinaciji;

Ф je nosilnost konstrukcije, ki je funkcija geometrijskih dimenzij konstrukcije, konstrukcijske odpornosti materiala R in koeficienta delovnih pogojev m.

Uveljavljene norme (SNiP) najvišje dovoljene vrednosti obremenitev med normalnim delovanjem konstrukcij se imenujejo standardne obremenitve P n (glej Dodatek I, Obremenitve in faktorji preobremenitve).

Projektne obremenitve P, za katere je konstrukcija izračunana (po mejnem stanju), so vzete nekoliko več kot normativne. Projektna obremenitev se določi kot zmnožek standardne obremenitve in faktorja preobremenitve n (večji od ena), pri čemer se upošteva nevarnost prekoračitve obremenitve v primerjavi z njeno standardno vrednostjo zaradi možne spremenljivosti obremenitve:

Vrednosti koeficientov n so podane v tabeli Standardne in projektne obremenitve, faktorji preobremenitve.

Tako se konstrukcije obravnavajo pod vplivom ne operativnih (normativnih), temveč projektnih obremenitev. Projektne sile (aksialna sila N oz. moment M) se določijo iz vpliva projektnih obremenitev v konstrukciji, ki jih najdemo po splošnih pravilih upora materialov in konstrukcijske mehanike.

Desna stran glavne enačbe (1.I)- nosilnost konstrukcije Ф - je odvisna od končne odpornosti materiala na učinke sile, za katero so značilne mehanske lastnosti materiala in se imenuje standardni upor R n, pa tudi od geometrijskih značilnosti preseka (površina preseka F, uporni moment W itd.).

Za konstrukcijsko jeklo se predpostavlja, da je standardna odpornost enaka meji tečenja,

(za najpogostejše gradbeno jeklo razreda St. 3 σ t = 2.400 kg / cm 2).

Za konstrukcijsko upornost jekla R se vzame napetost, ki je enaka standardni upornosti, pomnoženi s koeficientom enakomernosti k (manj kot ena), ob upoštevanju nevarnosti zmanjšanja odpornosti materiala v primerjavi z njegovo standardno vrednostjo zaradi variabilnost mehanskih lastnosti materiala

Za navadna nizkoogljična jekla k = 0,9, za visokokakovostna jekla (nizko legirana) k = 0,85.

Tako je konstrukcijski upor R je napetost enaka najmanjši možni vrednosti tečenja materiala, ki se vzame za konstrukcijo kot mejno.

Poleg tega je treba zaradi varnosti konstrukcije upoštevati vsa morebitna odstopanja od normalnih pogojev, ki jih povzročajo posebnosti delovanja konstrukcije (na primer pogoji, ki vodijo k pojavu povečane korozije ipd.). Za to je uveden faktor obratovalnih pogojev m, za katerega se pri večini konstrukcij in povezav predpostavlja, da je enak ena (glej prilogo Faktorji obratovalnih pogojev m).

Tako bo osnovna projektna enačba (1.I) imela naslednjo obliko:

• pri preverjanju trdnosti konstrukcije pod delovanjem aksialnih sil ali momentov

kjer je N in M ​​- projektne osne sile ali momenti iz projektnih obremenitev (ob upoštevanju faktorjev preobremenitve); F nt - neto površina preseka (minus luknje); W nt - uporni moment mrežnega odseka (minus luknje);

• pri preverjanju stabilnosti konstrukcije

kjer je F br in W br - površina in uporni moment bruto preseka (brez odštevanja lukenj); φ in φ b sta koeficienta, ki zmanjšata konstrukcijsko odpornost na vrednosti, ki zagotavljajo stabilno ravnotežje.

Običajno se pri izračunu predvidene konstrukcije najprej izbere prerez elementa, nato pa se preveri napetost iz projektnih sil, ki ne sme presegati projektne upornosti, pomnožene s koeficientom delovnih pogojev.

Zato bomo skupaj s formulami oblike (4.I) in (5.I) te formule zapisali v delovni obliki skozi izračunane napetosti, na primer:

kjer je σ projektna napetost v konstrukciji (od projektnih obremenitev).

Koeficienta φ in φ b v formulah (8.I) in (9.I) sta pravilneje zapisana na desni strani neenakosti kot koeficienta, ki zmanjšujeta konstrukcijsko odpornost na kritične napetosti. In samo zaradi udobja pri izračunu in primerjavi rezultatov so zapisani v imenovalcu leve strani teh formul.

* Vrednosti standardnih uporov in koeficientov enakomernosti so podane v "Gradbenih predpisih in predpisih" (SNiP), pa tudi v "Standardi in tehnični pogoji za načrtovanje jeklenih konstrukcij" (NTU 121-55).

"Projektiranje jeklenih konstrukcij",

Obstaja več kategorij napetosti: glavna, lokalna, dodatna in notranja. Osnovne napetosti so napetosti, ki se razvijejo znotraj telesa kot posledica uravnovešanja učinkov zunanjih obremenitev; se upoštevajo z izračunom. Pri neenakomerni porazdelitvi pretoka sile po odseku, na primer zaradi ostre spremembe preseka ali prisotnosti luknje, pride do lokalne koncentracije napetosti. Vendar pa v plastičnih materialih, ki vključujejo konstrukcijsko jeklo, ...

Pri izračunu dovoljenih napetosti se konstrukcija upošteva v delovnem stanju pod vplivom obremenitev, ki so dovoljene med normalnim delovanjem konstrukcije, to je standardnih obremenitev. Pogoj za trdnost konstrukcije je, da napetosti v konstrukciji zaradi standardnih obremenitev ne presegajo dovoljenih napetosti, določenih z normativi, ki predstavljajo določen del končne napetosti materiala, vzetega za konstrukcijsko jeklo ...

Metoda analize mejnega stanja - Metoda za izračun jeklenih konstrukcij - Osnove projektiranja - Projektiranje jeklenih konstrukcij

Dve skupini mejnih stanj

Mejna stanja se upoštevajo, ko konstrukcije prenehajo izpolnjevati zahteve, ki so jim naložene med delovanjem, to pomeni, da izgubijo sposobnost, da se uprejo zunanjim obremenitvam in vplivom ali prejmejo nesprejemljive premike ali lokalne poškodbe.

Armiranobetonske konstrukcije morajo izpolnjevati projektne zahteve za dve skupini omejevalnih stanj: za nosilnost - prva skupina omejevalnih stanj; za primernost za normalno delovanje - druga skupina omejevalnih stanj.

Izračun za mejna stanja prve skupine se izvede, da se prepreči:

Krhko, duktilno ali drugo uničenje (izračun trdnosti, ob upoštevanju, če je potrebno, upogiba konstrukcije pred uničenjem);

Izguba stabilnosti oblike konstrukcije (izračun stabilnosti tankostenskih konstrukcij ipd.) ali njene lege (izračun za prevračanje in drsenje podpornih sten, ekscentrično obremenjenih visokih temeljev; izračun za vzpon zakopanih ali podzemnih rezervoarjev itd.);

Okvara utrujenosti (izračun vzdržljivosti konstrukcij pod vplivom ponavljajoče se gibljive ali pulzirajoče obremenitve: žerjavni nosilci, pragovi, temelji okvirja in tla za neuravnotežene stroje itd.);

Uničenje zaradi skupnega učinka dejavnikov sile in škodljivih učinkov zunanjega okolja (periodična ali stalna izpostavljenost agresivnemu okolju, delovanje izmeničnega zamrzovanja in odmrzovanja itd.).

Izračun za mejna stanja druge skupine se izvede, da se prepreči:

Nastanek čezmernega ali dolgotrajnega odpiranja razpok (če je glede na obratovalne pogoje dopustno nastajanje ali daljše odpiranje razpok);

Prekomerni premiki (upogibi, koti vrtenja, koti neusklajenosti in amplitude vibracij).

Izračun mejnih stanj konstrukcije kot celote, pa tudi njenih posameznih elementov ali delov, se izvede za vse faze: izdelava, transport, namestitev in obratovanje; v tem primeru morajo biti projektne sheme skladne s sprejetimi projektantskimi rešitvami in vsako od naštetih stopenj.

Računski faktorji - obremenitve in mehanske lastnosti betona in armature (končna trdnost, napetost tečenja) - imajo statistično variabilnost (razpon vrednosti). Obremenitve in obremenitve se lahko razlikujejo od določene verjetnosti preseganja povprečnih vrednosti, mehanske lastnosti materialov pa se lahko razlikujejo od določene verjetnosti znižanja povprečnih vrednosti. Pri izračunih za mejna stanja se upoštevajo statistična variabilnost obremenitev in mehanskih lastnosti materialov, nestatistični faktorji in različni neugodni ali ugodni fizikalno-kemični in mehanski pogoji za delovanje betona in armature, izdelava in delovanje elementov stavb in strukture se upoštevajo. Obremenitve, mehanske lastnosti materialov in konstrukcijski faktorji so normalizirani.

Vrednosti obremenitev, odpornosti betona in armature so določene v skladu s poglavji SNiP "Obremenitve in udarci" in "Beton in armiranobetonske konstrukcije".

Razvrstitev obremenitev. Standardne in projektne obremenitve

Glede na trajanje delovanja se obremenitve delijo na stalne in začasne. Začasne obremenitve pa so razdeljene na dolgoročne, kratkoročne, posebne.

Obremenitve zaradi teže nosilnih in ogradnih konstrukcij stavb in objektov, mase in tlaka tal, učinka prednapenjanja armiranobetonskih konstrukcij so konstantne.

Dolgotrajne obremenitve so posledica teže nepremične opreme na tleh - strojev, naprav, motorjev, rezervoarjev itd .; tlak plinov, tekočin, razsutih trdnih snovi v posodah; tovori v skladiščih, hladilnikih, arhivih, knjižnicah in podobnih zgradbah in objektih; del začasne obremenitve, določen z normami v stanovanjskih stavbah, pisarniških in gospodinjskih prostorih; dolgotrajni temperaturni tehnološki učinki nepremične opreme; obremenitve enega mostnega ali enega mostnega žerjava, pomnožene s faktorji: 0,5 za žerjave za srednje obremenitve in 0,7 za žerjave za težka dela; snežne obremenitve za III-IV podnebne regije s koeficienti 0,3-0,6. Navedene vrednosti žerjava, nekaterih začasnih in snežnih obremenitev so del njihove polne vrednosti in so vključene v izračun ob upoštevanju trajanja delovanja teh vrst obremenitev na premike, deformacije in razpoke. Polne vrednosti teh obremenitev so kratkoročne.

Kratkotrajne obremenitve so od teže ljudi, delov, materiala na področjih vzdrževanja in popravil opreme - hodniki in druga območja brez opreme; del obremenitve na tleh stanovanjskih in javnih zgradb; obremenitve, ki nastanejo pri izdelavi, transportu in vgradnji konstrukcijskih elementov; obremenitve mostnih in mostnih žerjavov, ki se uporabljajo pri gradnji ali delovanju zgradb in objektov; obremenitve snega in vetra; temperaturno-klimatski vplivi.

Posebne obremenitve vključujejo: potresne in eksplozivne učinke; obremenitve zaradi okvare ali okvare opreme in ostre motnje tehnološkega procesa (na primer z močnim dvigom ali znižanjem temperature itd.); učinki neenakomernih deformacij podlage, ki jih spremlja radikalna sprememba strukture tal (na primer deformacija uničenih tal med namakanjem ali permafrost med odmrzovanjem) itd.

Standardne obremenitve so določene z normami za vnaprej določeno verjetnost preseganja povprečnih vrednosti ali za nazivne vrednosti. Standardne konstantne obremenitve se vzamejo glede na projektne vrednosti geometrijskih in konstrukcijskih parametrov in v skladu z

Povprečne vrednosti gostote. Regulativno začasno; tehnološke in montažne obremenitve so določene po »najvišjih vrednostih, ki so predvidene za normalno obratovanje; sneg in veter - glede na povprečje letnih neugodnih vrednosti ali neugodnih vrednosti, ki ustrezajo določenemu povprečnemu obdobju njihovih ponovitev.

Projektne obremenitve za analizo trdnosti in stabilnosti konstrukcij se določijo tako, da se standardna obremenitev pomnoži z varnostnim faktorjem obremenitve Yf, običajno večjim od ena, npr. G= Gnyt. Faktor zanesljivosti iz teže betonskih in armiranobetonskih konstrukcij Yf = M; od teže betonskih konstrukcij na lahkih agregatih (s povprečno gostoto 1800 kg / m3 ali manj) in različnih estrih, zasipih, grelnikih, izdelanih v tovarni, Yf = l, 2, pri vgradnji Yf = l> 3; od različnih začasnih obremenitev glede na njihovo vrednost Yf = l. 2.1.4. Koeficient preobremenitve iz teže konstrukcij pri izračunu stabilnosti položaja proti lebdenju, prevračanju in drsenju, pa tudi v drugih primerih, ko zmanjšanje mase poslabša pogoje delovanja konstrukcije, se predpostavlja, da je yf = 0,9. Pri izračunu konstrukcij v fazi gradnje se izračunane kratkoročne obremenitve pomnožijo s faktorjem 0,8. Projektne obremenitve za izračun konstrukcij za deformacije in premike (za drugo skupino mejnih stanj) so enake standardnim vrednostim s koeficientom Yf = l-

Kombinacija obremenitev. Konstrukcije je treba načrtovati za različne kombinacije obremenitev ali ustreznih sil, če se izračun izvede po neelastični shemi. Glede na sestavo obravnavanih obremenitev ločimo: osnovne kombinacije, sestavljene iz trajnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev ali naporov iz nnh; posebne kombinacije, ki jih sestavljajo trajne, dolgoročne, možne kratkoročne in ena od posebnih obremenitev oziroma naporov od njih.

Upoštevani sta dve skupini osnovnih kombinacij obremenitev. Pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije prve skupine se upoštevajo stalne, dolgotrajne in eno kratkotrajne obremenitve; pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije druge skupine se upoštevajo stalne, dolgoročne in dve (ali več) kratkotrajne obremenitve; v tem primeru je treba vrednosti kratkotrajnih obremenitev ali ustreznih naporov pomnožiti s kombiniranim koeficientom, enakim 0,9.

Pri izračunu konstrukcij za posebne kombinacije je treba vrednosti kratkotrajnih obremenitev ali ustreznih sil pomnožiti s kombiniranim koeficientom, ki je enak 0,8, razen v primerih, določenih v standardih za načrtovanje stavb in objektov v potresnih območjih.

Zmanjšan stres. Pri izračunu stebrov, sten, temeljev večnadstropnih stavb se lahko začasne obremenitve na tleh zmanjšajo ob upoštevanju stopnje verjetnosti njihovega hkratnega delovanja z množenjem s koeficientom

Kjer je a - enako 0,3 za stanovanjske stavbe, poslovne stavbe, spalnice itd. in enako 0,5 za različne prostore: čitalnice, sestanke, trgovino itd.; t je število obremenjenih plošč na obravnavanem odseku.

Norme omogočajo tudi zmanjšanje živih obremenitev pri izračunu nosilcev in nosilcev, odvisno od površine obremenjenega dna.

Armirani beton

Montažni beton in armirani beton: značilnosti in proizvodne metode

Industrijske tehnologije se v ZSSR aktivno razvijajo od sredine prejšnjega stoletja, razvoj gradbene industrije pa je zahteval veliko število različnih materialov. Izum montažnega betona je postal nekakšna tehnična revolucija v življenju države, ...

DIY gonilnik pilotov

Kolišče ali kolišča je mogoče organizirati z uporabo avtomobila z odstranjenim zadnjim blatnikom (pogon na zadnja kolesa na mehaniki), dvignjenim na dvigalko in z uporabo samo platišča namesto kolesa. Okoli roba bo navita vrv - to je ...

REKONSTRUKCIJA INDUSTRIJSKIH OBJEKTOV

1. Naloge in metode obnove stavb Rekonstrukcijo stavb je mogoče povezati s širitvijo proizvodnje, tehnološko posodobitvijo. proces, namestitev nove opreme itd. Hkrati je treba reševati kompleksne inženirske probleme, povezane ...

valji (stroj za sploščanje) premer od 400 mm.,

električni sušilnik hrane (pretočni),

transporterji, transporterji, polži.

Dve skupini mejnih stanj

Osnove izračuna mejnega stanja. Izračun konstrukcijskih elementov trdnega prereza.

V skladu z veljavnimi normami v Rusiji je treba lesene konstrukcije izračunati po metodi mejnega stanja.

Mejna stanja konstrukcij so tista, v katerih prenehajo izpolnjevati operativne zahteve. Zunanji vzrok, ki vodi v omejevalno stanje, je učinek sile (zunanje obremenitve, reaktivne sile). Mejna stanja se lahko pojavijo pod vplivom pogojev delovanja lesenih konstrukcij, pa tudi kakovosti, velikosti in lastnosti materialov. Obstajata dve skupini omejevalnih stanj:

1 - glede na nosilnost (moč, stabilnost).

2 - z deformacijami (upogibi, premiki).

Prva skupina za mejna stanja je značilna izguba nosilnosti in popolna neprimernost za nadaljnje delovanje. On je najbolj odgovoren. V lesenih konstrukcijah se lahko pojavijo naslednja omejevalna stanja prve skupine: uničenje, izguba stabilnosti, prevračanje, nesprejemljivo lezenje. Ta mejna stanja se ne pojavijo, če so izpolnjeni naslednji pogoji:

tiste. pri normalnih stresih ( σ ) in strižne napetosti ( τ ) ne presegajo določene mejne vrednosti R, imenujemo konstrukcijski upor.

Druga skupina za omejevalna stanja so značilni takšni znaki, pri katerih delovanje konstrukcij ali struktur, čeprav težko, ni povsem izključeno, t.j. zasnova postane neuporabna samo za normalno izkoriščanje. Primernost konstrukcije za normalno uporabo se običajno določi z upogibi.

To pomeni, da so upogibni elementi ali konstrukcije primerni za normalno delovanje, ko je največja vrednost razmerja upogib-razpon manjša od največjega dovoljenega relativnega upogiba. [ f/ l] (v skladu s SNiP II-25-80).

Namen izračuna konstrukcij je preprečiti nastanek katerega koli od možnih omejevalnih stanj, tako med transportom in montažo kot med delovanjem konstrukcij. Izračun za prvo mejno stanje se izvede glede na izračunane vrednosti obremenitev, za drugo pa po normativnih. Standardne vrednosti zunanjih obremenitev so podane v SNiP "Obremenitve in vplivi". Izračunane vrednosti so pridobljene ob upoštevanju varnostnega faktorja obremenitve γ n... Konstrukcije računajo na neugodno kombinacijo obremenitev (mrtva teža, sneg, veter), katere verjetnost se upošteva s kombiniranimi koeficienti (v skladu s SNiP "Obremenitve in vplivi").

Glavna značilnost materialov, po katerih se ocenjuje njihova odpornost na silo, je normativni odpor R n . Značilna odpornost lesa se izračuna na podlagi rezultatov številnih preskusov majhnih vzorcev čistega (brez vključevanja napak) lesa iste vrste z vsebnostjo vlage 12%:

R n = , kje

- aritmetična srednja vrednost končne trdnosti,

V- koeficient variacije,

t Je pokazatelj zanesljivosti.

Normativna odpornost R n je najmanjša verjetnostna končna trdnost čistega lesa, pridobljena s statično obdelavo rezultatov kratkotrajnega testiranja majhnih standardnih vzorcev.

Oblikovna odpornost R - to je največja obremenitev, ki jo lahko material v konstrukciji prenese, ne da bi se zrušil, ob upoštevanju vseh neugodnih dejavnikov v pogojih delovanja, ki zmanjšujejo njegovo trdnost.

Ko gremo od normativnega odpora R n na ocenjeno R treba je upoštevati vpliv obremenitev, napak (vozli, poševne plasti itd.), Prehod z majhnih standardnih vzorcev na elemente gradbenih dimenzij na trdnost lesa dolgotrajnega delovanja. Kombinirani vpliv vseh teh dejavnikov se upošteva s faktorjem varnosti materiala ( Za). Oblikovno upornost dobimo z delitvijo R n o varnostnem faktorju za material:

Za dl= 0,67 - koeficient trajanja pri kombiniranem delovanju trajnih in začasnih obremenitev;

Za eno = 0,27 ÷ 0,67 - koeficient enakomernosti, odvisno od vrste napetostnega stanja, ob upoštevanju vpliva napak na trdnost lesa.

Minimalna vrednost Za eno vzeti pri raztezanju, ko je vpliv okvar še posebej velik. Oblikovna odpornost Za so podane v tabeli. 3 SNiP II-25-80 (za les iglavcev). R les drugih vrst se pridobi s prehodnimi faktorji, ki so tudi navedeni v SNiP.

Varnost in trdnost lesa in lesenih konstrukcij je odvisna od temperaturnih in vlažnih pogojev. Vlaženje pospešuje propadanje lesa, povišana temperatura (preko določene meje) pa zmanjšuje njegovo trdnost. Upoštevanje teh dejavnikov zahteva uvedbo koeficientov obratovalnih pogojev: m v ≤1, m T ≤1.

Poleg tega SNiP predpostavlja ob upoštevanju koeficienta sloja za lepljene elemente: m sl = 0,95 ÷ 1,1;

koeficient snopa za dolge luči, višine več kot 50 cm: m b ≤1;

upogibni koeficient za upognjeno lepljene elemente: m gn≤1 itd.

Modul elastičnosti lesa, ne glede na vrsto, je enak:

Oblikovne značilnosti gradbene vezane plošče so podane tudi v SNiP, pri preverjanju napetosti v vezanih elementih, kot pri lesu, pa se uvedejo pogoji delovanja m... Poleg tega je za konstrukcijsko odpornost lesa in vezanega lesa uveden koeficient m dl= 0,8, če skupna konstrukcijska sila zaradi trajnih in začasnih obremenitev presega 80 % celotne konstrukcijske sile. Ta faktor je poleg zmanjšanja vključen v faktor varnosti materiala.

Predavanje številka 2 Osnove računanja mejnih stanj

Analiza mejnega stanja

Mejna stanja- to so pogoji, v katerih konstrukcije zaradi delovanja zunanjih obremenitev in notranjih napetosti ni več mogoče uporabljati. V konstrukcijah iz lesa in plastike lahko nastaneta dve skupini mejnih stanj - prva in druga.

Načrtovanje mejnih stanj konstrukcije kot celote in njenih elementov je treba izvesti za vse faze: transport, namestitev in obratovanje ter upoštevati vse možne kombinacije obremenitev. Namen izračuna je preprečiti niti prvo niti drugo mejno stanje v procesih transporta, montaže in delovanja konstrukcije. To se naredi na podlagi upoštevanja standardnih in projektnih obremenitev in odpornosti materialov.

Metoda omejevalnega stanja je prvi korak pri zagotavljanju zanesljivosti gradbenih konstrukcij. Zanesljivost je sposobnost predmeta, da med delovanjem ohrani kakovost, ki je neločljivo povezana z zasnovo. Posebnost teorije zanesljivosti gradbenih konstrukcij je potreba po upoštevanju naključnih vrednosti obremenitev sistemov z naključnimi kazalniki trdnosti. Značilnost metode omejevalnih stanj je, da so vse začetne vrednosti, ki se uporabljajo pri izračunu, naključne narave, so v normah predstavljene kot deterministične, znanstveno utemeljene normativne vrednosti in učinek njihove variabilnosti na zanesljivost konstrukcij. se upošteva z ustreznimi koeficienti. Vsak od varnostnih faktorjev upošteva variabilnost le ene začetne vrednosti, t.j. je zasebna. Zato se metoda omejevalnih stanj včasih imenuje metoda delnih koeficientov. Dejavnike, katerih variabilnost vpliva na stopnjo zanesljivosti konstrukcije, lahko razvrstimo v pet glavnih kategorij: obremenitve in vplivi; geometrijske dimenzije konstrukcijskih elementov; stopnja odgovornosti struktur; mehanske lastnosti materialov; delovni pogoji konstrukcije. Upoštevajmo naštete dejavnike. Morebitno odstopanje standardnih obremenitev navzgor ali navzdol se upošteva z varnostnim faktorjem obremenitve 2, ki ima glede na vrsto obremenitve različno vrednost večjo ali manjšo od ena. Ti dejavniki so skupaj s standardnimi vrednostmi predstavljeni v poglavju SNiP 2.01.07-85 Standardi oblikovanja. "Obremenitve in vplivi". Verjetnost kombiniranega delovanja več obremenitev se upošteva tako, da se obremenitve pomnožijo s faktorjem kombinacije, ki je predstavljen v istem poglavju kode. Morebitno neugodno odstopanje geometrijskih dimenzij konstrukcijskih elementov se upošteva s faktorjem točnosti. Vendar ta koeficient ni sprejet v svoji čisti obliki. Ta faktor se uporablja pri izračunu geometrijskih značilnosti ob upoštevanju projektnih parametrov odsekov z minus toleranco. Da bi razumno uravnotežili stroške zgradb in objektov za različne namene, se uvede varnostni faktor za predvideni namen< 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 parameter odpornosti materiala na učinke sile je normativna odpornost, določena z regulativnimi dokumenti na podlagi rezultatov statističnih študij variabilnosti mehanskih lastnosti materialov s testiranjem vzorcev materiala po standardnih metodah. Morebitno odstopanje od standardnih vrednosti se upošteva s faktorjem zanesljivosti materiala y> 1. Odraža statistično variabilnost lastnosti materialov in njihovo razliko od lastnosti testiranih standardnih vzorcev. Značilnost, pridobljena z deljenjem standardne odpornosti s koeficientom m, se imenuje konstrukcijska odpornost J. To osnovno lastnost trdnosti lesa standardizira SNiP P-25-80 "Standardi oblikovanja. Lesene konstrukcije”.

Neugodne vplive okolice in obratovalnega okolja, kot so: vetrne in inštalacijske obremenitve, višina preseka, temperaturni in vlažni pogoji, upoštevamo z uvedbo koeficientov obratovalnih pogojev t. Koeficient t je lahko manjši od ena, če je ta faktor oz. kombinacija dejavnikov zmanjša nosilnost konstrukcije in več enot - v nasprotnem primeru. Za les so ti koeficienti predstavljeni v SNiP 11-25-80 "Standardi oblikovanja.

Normativne mejne vrednosti upogibov izpolnjujejo naslednje zahteve: a) tehnološke (zagotavljanje pogojev za normalno delovanje strojev in opreme za manipulacijo materiala, instrumentov itd.); b) konstruktivni (zagotavljanje celovitosti sosednjih konstrukcijskih elementov, njihovih spojev, prisotnost vrzeli med nosilnimi konstrukcijami in konstrukcijami predelnih sten, lesenih hiš itd., Zagotavljanje določenih pobočij); c) estetski in psihološki (zagotavljanje ugodnih vtisov ob videzu struktur, preprečevanje občutka nevarnosti).

Vrednost končnih upogibov je odvisna od razpona in vrste uporabljenih obremenitev. Za lesene konstrukcije, ki pokrivajo zgradbe pred delovanjem trajnih in začasnih dolgotrajnih obremenitev, je največji upogib od (1/150) - i do (1/300) (2). Trdnost lesa se zmanjša tudi zaradi delovanja nekaterih kemičnih pripravkov proti biorazgradnji, vnesenih pod pritiskom v avtoklave v precejšnjo globino. V tem primeru je faktor obratovalnih pogojev tia = 0,9. Vpliv koncentracije napetosti v konstrukcijskih odsekih napetih elementov, oslabljenih z luknjami, kot tudi v upogibnih elementih iz okroglega lesa s podrezovanjem v konstrukcijskem prerezu odraža koeficient obratovalnega stanja m0 = 0,8. Deformabilnost lesa pri izračunu lesenih konstrukcij po drugi skupini mejnih stanj se upošteva z osnovnim modulom elastičnosti E, ki se, ko je sila usmerjena vzdolž zrna lesa, vzame kot 10000 MPa, čez zrno je 400 MPa. Pri izračunu stabilnosti se modul elastičnosti vzame kot 4500 MPa. Osnovni strižni modul lesa (6) v obe smeri je 500 MPa. Poissonovo razmerje lesa čez vlakna pri napetostih, usmerjenih vzdolž vlaken, je enako n do o = 0,5, vzdolž vlaken pri napetostih, usmerjenih čez vlakna, pa n900 = 0,02. Ker trajanje in stopnja obremenitve ne vplivata le na trdnost, temveč tudi na deformacijske lastnosti lesa, se vrednost modula elastičnosti in strižnega modula pomnoži s koeficientom m = 0,8 pri izračunu konstrukcij, v katerih napetosti v elementih izhajajo iz trajne in začasne dolgotrajne obremenitve, presegajo 80 % skupne napetosti vseh obremenitev. Pri izračunu kovinsko-lesnih konstrukcij se elastične lastnosti in konstrukcijske odpornosti jekla in spojev jeklenih elementov ter armature vzamejo v skladu s poglavji SNiP o načrtovanju jeklenih in armiranobetonskih konstrukcij.

Od vseh pločevinastih konstrukcijskih materialov, ki uporabljajo lesne surovine, je kot elemente nosilnih konstrukcij priporočljivo uporabiti le vezane plošče, katerih osnovne konstrukcijske odpornosti so podane v tabeli 10 SNiP P-25-80. Pri ustreznih obratovalnih pogojih za lepilne konstrukcije izračun po prvi skupini omejevalnih stanj predvideva pomnoženje osnovnih konstrukcijskih uporov vezanega lesa s koeficienti delovnih pogojev tv, ty, tn itd. Pri izračunu po drugi skupini omejevalnih stanj so elastične lastnosti vezanega lesa v ravnini pločevine vzete iz tabele. 11 SNiP P-25-80. Modul elastičnosti in strižni modul za konstrukcije v različnih obratovalnih pogojih, pa tudi izpostavljene kombiniranemu učinku stalnih in začasnih dolgotrajnih obremenitev, je treba pomnožiti z ustreznimi koeficienti obratovalnih pogojev, sprejetimi za les.

Prva skupina najbolj nevarno. Določa se zaradi neprimernosti za uporabo, ko konstrukcija zaradi uničenja ali izgube stabilnosti izgubi nosilnost. To se ne zgodi do največje normalne vrednosti O ali strižne napetosti v njegovih elementih ne presegajo izračunanih (minimalnih) uporov materialov, iz katerih so izdelani. Ta pogoj je zapisan s formulo

Omejitvena stanja prve skupine vključujejo: kakršno koli uničenje, splošna izguba stabilnosti konstrukcije ali lokalna izguba stabilnosti konstrukcijskega elementa, kršitev povezovalnih vozlišč, ki spremenijo strukturo v spremenljivi sistem, razvoj trajnih deformacij, nedopustnih po velikosti. Izračun nosilnosti se izvede glede na verjetno najslabši primer, in sicer: glede na največjo obremenitev in najmanjšo odpornost materiala, ugotovljeno ob upoštevanju vseh dejavnikov, ki vplivajo nanj. Neugodne kombinacije so podane v normah.

Druga skupina manj nevarno. Določa ga neprimernost konstrukcije za normalno delovanje, ko se upogne na nesprejemljivo vrednost. To se ne zgodi, dokler njegova največja relativna deformacija /// ne presega največje dovoljene vrednosti. Ta pogoj je zapisan s formulo

Zasnova lesenih konstrukcij po drugem mejnem stanju deformacij se nanaša predvsem na upogibne konstrukcije in je namenjena omejevanju obsega deformacij. Izračun se izvede za standardne obremenitve, ne da bi jih pomnožili s faktorji zanesljivosti, ob predpostavki elastičnega dela lesa. Izračun deformacij se izvede glede na povprečne lastnosti lesa in ne glede na zmanjšane, kot pri preverjanju nosilnosti. To je posledica dejstva, da povečanje upogiba v nekaterih primerih, kadar se uporablja v primeru nizke kakovosti lesa, ne ogroža celovitosti konstrukcij. To pojasnjuje tudi dejstvo, da se izračun deformacij izvaja za standardne in ne za projektne obremenitve. Kot ponazoritev mejnega stanja druge skupine lahko navedemo primer, ko se zaradi nesprejemljivega upogibanja špirovcev pojavijo razpoke v strehi. Pretok vlage v tem primeru moti normalno delovanje stavbe, vodi do zmanjšanja trajnosti lesa zaradi njegove vlage, vendar se stavba še naprej uporablja. Izračun za drugo omejevalno stanje ima praviloma podrejeno vrednost, saj glavna stvar je zagotoviti nosilnost. Vendar so omejitve upogiba še posebej pomembne za konstrukcije s prožnimi vezmi. Zato je treba deformacije lesenih konstrukcij (kompozitnih regalov, kompozitnih tramov, desko-žebljev) določiti ob upoštevanju vpliva duktilnosti vezi (SNiP P-25-80. Tabela 13).

obremenitve, ki delujejo na konstrukcijo, določajo gradbeni normativi in ​​pravila - SNiP 2.01.07-85 "Obremenitve in vplivi". Pri izračunu konstrukcij iz lesa in plastike se upošteva predvsem konstantna obremenitev lastne teže konstrukcij in drugih gradbenih elementov. g in kratkotrajne obremenitve zaradi teže snega S, pritisk vetra W. Upoštevane so tudi obremenitve zaradi teže ljudi in opreme. Vsaka obremenitev ima standardno in konstrukcijsko vrednost. Primerno je, da normativno vrednost označimo z indeksom n.

Standardne obremenitve so začetne vrednosti obremenitev: Začasne obremenitve so določene kot rezultat obdelave podatkov dolgotrajnih opazovanj in meritev. Trajne obremenitve se izračunajo iz vrednosti lastne teže in prostornine konstrukcij, drugih gradbenih elementov in opreme. Standardne obremenitve se upoštevajo pri izračunu konstrukcij za drugo skupino omejevalnih stanj - za upogibe.

Dizajnerske obremenitve so določene na podlagi normativnih, ob upoštevanju njihove možne variabilnosti, predvsem navzgor. Za to se vrednosti standardnih obremenitev pomnožijo z varnostnim faktorjem za obremenitev y, katerih vrednosti so različne za različne obremenitve, vendar so vse večje od ene. Porazdeljene obremenitve so podane v kilopaskalih (kPa), kar ustreza kilonewtonom na kvadratni meter (kN / m). Večina izračunov uporablja vrednosti linearne obremenitve (kN / m). Projektne obremenitve se uporabljajo pri projektiranju konstrukcij za prvo skupino omejevalnih stanj, za trdnost in stabilnost.

Standardna snežna obremenitev s H se določi na podlagi standardne teže snežne odeje so, ki je podana v obremenitvah (kN / m 2) vodoravne projekcije odeje, odvisno od snežne regije države . Ta vrednost se pomnoži s koeficientom p, ki upošteva naklon in druge značilnosti oblike vozišča. Potem je standardna obremenitev s H = s 0 p<х > 25 ° p == (60 ° - a °) / 35 °. tole. obremenitev je enakomerna in je lahko dvostranska ali enostranska.

Pri obokanih strehah na segmentnih nosilcih ali lokih se enotna snežna obremenitev določi ob upoštevanju koeficienta p, ki je odvisen od razmerja dolžine razpona / do višine loka /: p = // (8 /).

Z razmerjem med višino loka in razponom f / l = 1/8 snežna obremenitev je lahko trikotna z največjo vrednostjo na eni podpori s "in 0,5 s" na drugi in ničelno vrednostjo v grebenu. Koeficienti p, ki določajo vrednosti največje snežne obremenitve pri razmerjih f/l= 1/8, 1/6 in 1/5, ki je enako 1,8; 2.0 in 2.2. Snežno obremenitev na pločnikih v obliki lancete lahko opredelimo kot dvokapno, če upoštevamo, da je pločnik konvencionalno dvokapni vzdolž ravnin, ki potekajo skozi tetive osi tal v bližini lokov. Projektna snežna obremenitev je enaka zmnožku standardne obremenitve in varnostnega faktorja za obremenitev 7- Za večino lahkih lesenih in plastičnih konstrukcij z razmerjem standardne konstantne in snežne obremenitve g n / s H < 0,8 коэффициент y = 1.6. Z velikimi razmerji teh obremenitev pri =1,4.

Obremenitev iz teže osebe z obremenitvijo je enaka - standardna R"= 0,1 kN in izračunano R = p in y = 0,1 1,2 = 1,2 kN. Obremenitev vetra. Standardna obremenitev vetra w sestoji iz tlaka w '+ in sesanja w n - veter. Začetni podatki za določanje obremenitve vetra so vrednosti vetrnega tlaka, usmerjenega pravokotno na površine premaza in stene stavb. Wi(MPa), odvisno od vetrovne regije v državi in ​​vzeto v skladu z normativi obremenitev in udarcev. Standardne obremenitve vetra w" se določijo tako, da se normalni tlak vetra pomnoži s koeficientom k, ob upoštevanju višine zgradb in aerodinamičnega koeficienta z, ob upoštevanju njegove oblike. Za večino stavb iz lesa in plastike, katerih višina ne presega 10 m, k = 1.

Aerodinamični koeficient z odvisno od oblike objekta, njegovih absolutnih in relativnih dimenzij, naklonov, relativnih višin premazov in smeri vetra. Na večini nagnjenih površin, katerih naklonski kot ne presega a = 14 °, obremenitev vetra deluje kot sesanje W-. Hkrati se v bistvu ne poveča, ampak zmanjša napore v konstrukcijah zaradi stalnih in snežnih obremenitev, med izračunom pa se morda ne upošteva v varnostni meji. Obremenitev vetra je treba upoštevati pri izračunu regalov in sten stavb, pa tudi pri izračunu trikotnih in lancetnih konstrukcij.

Projektna obremenitev vetra je enaka standardni obremenitvi, pomnoženi z varnostnim faktorjem y = 1.4. tako, w = = w ”y.

Normativna odpornost lesa R H(MPa) so glavne značilnosti trdnosti lesa na območjih, očiščenih pred napakami. Določeni so iz rezultatov številnih laboratorijskih kratkotrajnih preskusov majhnih standardnih vzorcev suhega lesa z vsebnostjo vlage 12 % na nateg, stiskanje, upogibanje, drobljenje in sekanje.

95 % testiranih vzorcev lesa bo imelo tlačno trdnost, ki je enaka ali večja od priporočene vrednosti.

Vrednosti standardnih uporov, podanih v aplikaciji. 5, se praktično uporabljajo pri laboratorijski kontroli trdnosti lesa v procesu izdelave lesenih konstrukcij in pri določanju nosilnosti delujočih nosilnih konstrukcij med njihovimi pregledi.

Oblikovna odpornost lesa R(MPa) so glavne značilnosti trdnosti pravega lesa elementov pravih konstrukcij. Ta les je naravno prenašan in deluje pod stresom več let. Projektne upornosti dobimo na podlagi standardnih uporov ob upoštevanju varnostnega faktorja za material pri in koeficient trajanja obremenitve t al po formuli

koeficient pri veliko več kot ena. Upošteva zmanjšanje trdnosti pravega lesa kot posledica strukturne heterogenosti in prisotnosti različnih napak, ki jih v laboratorijskih vzorcih ni. Na splošno vozli zmanjšajo trdnost lesa. Zmanjšajo delovno površino z rezanjem in odrivanjem njegovih vzdolžnih vlaken, ustvarjajo ekscentričnost vzdolžnih sil in naklon vlaken okoli vozla. Naklon vlaken povzroči, da se les razteza čez in pod kotom na vlakna, katerih trdnost je v teh smereh veliko manjša kot vzdolž vlaken. Okvare lesa skoraj prepolovijo trdnost lesa pri napetosti in približno pol krat pri stiskanju. Razpoke so najbolj nevarne na območjih, kjer je les sekan. S povečanjem dimenzij presekov elementov se napetosti med njihovim uničenjem zmanjšujejo zaradi večje nehomogenosti porazdelitve napetosti po odsekih, kar se upošteva tudi pri določanju projektnih uporov.

Faktor trajanja obremenitve 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 in odpornost I yL skoraj U ^ polovico kratkoročno / t g.

Kakovost lesa seveda vpliva na vrednost njegove konstrukcijske odpornosti. Les 1. razreda - z najmanjšimi napakami ima najvišjo konstrukcijsko odpornost. Konstrukcijska odpornost lesa 2. in 3. razreda je nižja. Na primer, konstrukcijsko odpornost borovega in smrekovega lesa 2. razreda na stiskanje dobimo iz izraza

Konstrukcijske odpornosti borovega in smrekovega lesa na stiskanje, napetost, upogibanje, striženje in drobljenje so podane v prilogi. 6.

Dejavniki storitev T konstrukcijska odpornost lesa upošteva pogoje, v katerih se lesene konstrukcije izdelujejo in uporabljajo. Pasemski koeficient T" upošteva različno trdnost lesa različnih vrst, ki se razlikujejo od trdnosti borovega in smrekovega lesa. Faktor obremenitve t „upošteva kratkotrajnost delovanja vetrnih in montažnih obremenitev. Ko se zmečka t n= 1,4, za druge vrste napetosti t n = 1.2. Koeficient višine preseka med upogibanjem lesa lepljenih lesenih tramov z višino preseka več kot 50 cm / 72b se zmanjša z 1 na 0,8, z višino preseka 120 cm - še več. Koeficient debeline plasti lepljenih lesenih elementov upošteva povečanje njihove trdnosti pri stiskanju in upogibanju z zmanjšanjem debeline lepljenih plošč, zaradi česar se poveča homogenost strukture lepljenega lesa. Njegove vrednosti so znotraj 0,95. 1.1. Upogibni koeficient m rH upošteva dodatne upogibne napetosti, ki nastanejo pri upogibanju plošč v procesu izdelave upognjenih lepljenih lesenih elementov. Odvisno je od razmerja med polmerom ukrivljenosti in debelino desk v g / w in ima vrednost 1,0. 0,8 s povečanjem tega razmerja s 150 na 250. Temperaturni koeficient m t upošteva zmanjšanje trdnosti lesenih konstrukcij, ki delujejo pri temperaturah od +35 do +50 ° C. Zmanjša se z 1,0 na 0,8. Koeficient vlage t ow upošteva zmanjšanje trdnosti lesenih konstrukcij, ki delujejo v vlažnem okolju. Pri vlažnosti zraka v zaprtih prostorih od 75 do 95 %, t hl = 0,9. Na prostem v suhih in normalnih prostorih t vl = 0,85. S konstantno vlago in v vodi t vl = 0,75. Faktor koncentracije stresa t k = 0,8 upošteva lokalno zmanjšanje trdnosti lesa v conah z zarezami in luknjami v napetosti. Koeficient trajanja obremenitev tl = 0,8 upošteva zmanjšanje trdnosti lesa zaradi dejstva, da dolgotrajne obremenitve včasih predstavljajo več kot 80% celotne količine obremenitev, ki delujejo na konstrukcijo.

Modul elastičnosti lesa določeno s kratkotrajnimi laboratorijskimi preiskavami, E kr= 15-10 3 MPa. Ob upoštevanju deformacij pri dolgotrajni obremenitvi pri izračunu upogibov £ = 10 4 MPa (Dodatek 7).

Standardne in projektne odpornosti gradbene vezane plošče smo pridobili po enakih metodah kot za les. V tem primeru je bila upoštevana njegova oblika lista in liho število plasti z medsebojno pravokotno smerjo vlaken. Zato je trdnost vezanega lesa v teh dveh smereh različna in vzdolž zunanjih vlaken nekoliko višja.

V gradbeništvu se najbolj uporablja sedemslojna vezana plošča znamke FSF. Njegova konstrukcijska odpornost vzdolž vlaken zunanjih furnirjev je enaka: natezna # f. p = 14 MPa, stiskanje # f. c = 12 MPa, upogib iz ravnine /? f. „= 16 MPa, drobljenje v ravnini # f. sc = 0,8 MPa in razrežite /? f. Sreda - 6 MPa. Po vlaknih zunanjih furnirjev so te vrednosti enake: I f _ str= 9 MPa, stiskanje # f. s = 8,5 MPa, upogib # F. in = 6,5 MPa, sekanje R $. CK = 0,8 MPa, rez # f. cf = = 6 MPa. Moduli elastičnosti in striženja vzdolž zunanjih vlaken so E f = 9-10 3 MPa in b f = 750 MPa ter čez zunanja vlakna E f = 6-10 3 MPa in G $ = 750 MPa.

Analiza mejnega stanja

Na tej stopnji že razumemo, da se izračuni gradbenih konstrukcij izvajajo v skladu z nekaterimi normami. Kateri - nemogoče je nedvoumno reči, saj se v različnih državah uporabljajo različni standardi oblikovanja.

Torej, v državah CIS se uporabljajo različne različice standardov, ki temeljijo na sovjetskih SNiP in GOST; v evropskih državah so v glavnem prešli na evrokod (EN), v ZDA pa se uporabljajo ASCE, ACI ipd.. Očitno bo vaš projekt vezan na normative države, iz katere je bil ta projekt naročen oz. se bo izvajalo.

Če so norme drugačne, potem so izračuni drugačni?

To vprašanje kalkulatorje začetnike tako zelo skrbi, da sem ga ločil v ločen odstavek. Dejansko: če odprete nekaj tujih standardov oblikovanja in jih primerjate, na primer s SNiP, boste morda dobili vtis, da sistem tujega oblikovanja temelji na popolnoma drugih načelih, metodah, pristopih.

Vendar je treba razumeti, da standardi oblikovanja ne morejo biti v nasprotju s temeljnimi zakoni fizike in se morajo zanašati nanje. Da, lahko uporabljajo različne fizikalne lastnosti, koeficiente, celo modele delovanja določenih gradbenih materialov, a vse jih združuje skupna znanstvena podlaga, ki temelji na trdnosti materialov, gradbeni in teoretični mehaniki.

Takole izgleda Eurocode test trdnosti elementa kovinske konstrukcije, ki je izpostavljen napetosti:

\ [\ frac (((N_ (Ed)))) (((N_ (t, Rd)))) \ le 1,0. \ quad (1) \]

In tukaj je videti podobno preverjanje po eni od najnovejših različic SNiP:

\ [\ frac (N) (((A_n) (R_y) (\ gamma _c))) \ le 1,0. \ quad (2) \]

Preprosto je uganiti, da tako v prvem kot v drugem primeru sila zunanje obremenitve (v števcu) ne sme presegati napora, ki označuje nosilnost konstrukcije (v imenovalcu). To je jasen primer splošnega, znanstveno utemeljenega pristopa k načrtovanju zgradb in objektov inženirjev iz različnih držav.

Koncept mejnega stanja

Nekega dne (pravzaprav pred mnogimi leti) so znanstveniki in raziskovalni inženirji opazili, da ni povsem pravilno načrtovati elementa na podlagi katerega koli testa. Tudi pri relativno preprostih konstrukcijah je lahko veliko možnosti za delovanje vsakega elementa, gradbeni materiali pa spreminjajo svoje značilnosti v procesu obrabe. In če upoštevamo tudi izredne razmere in pogoje popravila konstrukcije, potem to vodi do potrebe po naročanju, segmentaciji, klasifikaciji vseh možnih stanj konstrukcije.

Tako se je rodil koncept »omejevalnega stanja«. Lakonska razlaga je podana v Evrokodu:

omejevalno stanje - stanje konstrukcije, v katerem konstrukcija ne izpolnjuje ustreznih projektnih kriterijev

Lahko rečemo, da omejevalno stanje nastopi, ko delo konstrukcije pod obremenitvijo presega projektne rešitve. Na primer, zasnovali smo jekleni okvir, vendar je na določeni točki njegovega delovanja ena od opornikov izgubila stabilnost in se upognila - prišlo je do prehoda v mejno stanje.

Metoda za izračun gradbenih konstrukcij po omejevalnih stanjih je prevladujoča (zamenjala je manj "fleksibilno" metodo dovoljenih napetosti) in se danes uporablja tako v regulativnem okviru držav CIS kot v Evrokodu. Toda kako lahko inženir uporabi ta abstraktni koncept v konkretnih izračunih?

Omejite skupine držav

Najprej morate razumeti, da se bo vsak vaš izračun nanašal na eno ali drugo omejevalno stanje. Kalkulator simulira delovanje strukture ne v nekem abstraktnem, temveč v omejujočem stanju. To pomeni, da so vse konstrukcijske značilnosti konstrukcije izbrane na podlagi omejevalnega stanja.

Hkrati vam ni treba nenehno razmišljati o teoretični strani vprašanja - vsa potrebna preverjanja so že vgrajena v standarde oblikovanja. Z izvajanjem preverjanj s tem preprečite nastanek mejnega stanja za projektirano konstrukcijo. Če so vsi pregledi izpolnjeni, se lahko domneva, da se mejno stanje ne bo pojavilo do konca življenjskega cikla konstrukcije.

Ker se v resničnem načrtovanju inženir ukvarja z vrsto preverjanj (za napetosti, momente, sile, deformacije), so vsi ti izračuni konvencionalno združeni in že govorijo o skupinah omejevalnih stanj:

• mejna stanja skupine I (v Evrokodu - glede na nosilnost)
• mejna stanja skupine II (v evrokodu - za uporabnost)

Če je prišlo do prvega omejevalnega stanja, potem:

• struktura uničena
• konstrukcija še ni uničena, vendar najmanjše povečanje obremenitve (ali sprememba drugih pogojev delovanja) vodi v uničenje

Zaključek je očiten: nadaljnje obratovanje stavbe ali objekta, ki je v prvem omejevalnem stanju, je nemogoče. ni šans:

Slika 1. Uničenje stanovanjske stavbe (prvo mejno stanje)

Če je struktura prešla v drugo (II) omejevalno stanje, je njeno delovanje še vedno možno. Vendar to sploh ne pomeni, da je z njim vse v redu - posamezni elementi lahko dobijo znatne deformacije:

• upogibi
• rotacije odsekov
• razpoke

Prehod konstrukcije v drugo omejevalno stanje praviloma zahteva kakršne koli omejitve delovanja, na primer zmanjšanje obremenitve, zmanjšanje hitrosti gibanja itd.:

Slika 2. Razpoke v betonu stavbe (drugo mejno stanje)

Glede na trdnost materialov

Na "fizični ravni" pojav omejevalnega stanja pomeni na primer, da napetosti v konstrukcijskem elementu (ali skupini elementov) presegajo določen dopustni prag, ki se imenuje konstrukcijski upor. Lahko so tudi drugi dejavniki napetostno-deformacijskega stanja - na primer upogibni momenti, prečne ali vzdolžne sile, ki presegajo nosilnost konstrukcije v mejnem stanju.

Preverja prvo skupino mejnih stanj

Da bi preprečili nastanek mejnega stanja I, je projektant dolžan preveriti značilne odseke konstrukcije:

• za moč
• za trajnost
• vzdržljivost

Vsi nosilni elementi konstrukcije se preverijo glede trdnosti, ne glede na material, iz katerega so izdelani, pa tudi obliko in velikost prečnega prereza. To je najpomembnejši in obvezen pregled, brez katerega kalkulator nima pravice do mirnega spanca.

Preverjanje stabilnosti se izvaja za stisnjene (centralne, ekscentrične) elemente.

Preskušanje utrujenosti je treba izvesti na elementih, ki delujejo v pogojih ciklične obremenitve in razbremenitve, da se preprečijo učinki utrujenosti. To je na primer značilno za razpone železniških mostov, saj se med vožnjo vlakov nakladalne in razkladalne faze dela nenehno izmenjujejo.

Na predmetu se bomo seznanili z osnovnimi trdnostnimi preizkusi armiranobetonskih in kovinskih konstrukcij.

Preverja drugo skupino mejnih stanj

Da bi preprečili nastanek mejnega stanja II, je projektant dolžan preveriti karakteristične odseke:

• na deformacijo (premik)
• odpornost na razpoke (za armiranobetonske konstrukcije)

Deformacije morajo biti povezane ne le z linearnimi premiki konstrukcije (upogibi), temveč tudi s koti vrtenja odsekov. Zagotavljanje odpornosti proti razpokam je pomembna faza pri načrtovanju armiranobetonskih konstrukcij tako iz običajnega kot iz prednapetega armiranega betona.

Primeri izračunov za armiranobetonske konstrukcije

Kot primer razmislimo, katere preglede je treba izvesti pri načrtovanju konstrukcij iz navadnega (nenapetega) armiranega betona po normativih.

Tabela 1. Združevanje izračunov po mejnih stanjih:
M - upogibni moment; Q je stranska sila; N - vzdolžna sila (tlačna ali natezna); e - ekscentričnost uporabe vzdolžne sile; T je navor; F - zunanja koncentrirana sila (obremenitev); σ - normalni stres; a - širina odprtine razpoke; f - odklon konstrukcije

Upoštevajte, da se za vsako skupino mejnih stanj izvede cela serija kontrol, vrsta preverjanja (formula) pa je odvisna od napetostno-deformacijskega stanja konstrukcijskega elementa.

Približali smo se že temu, da se naučimo izračunati gradbene strukture. Na naslednjem sestanku se bomo pogovarjali o obremenitvah in takoj nadaljevali z izračuni.

Od leta 1955 se izračun armiranobetonskih konstrukcij pri nas izvaja po metodi mejnega stanja.

· Z omejevalnim sredstvom takšno stanje konstrukcije, po doseganju katerega nadaljnje delovanje postane nemogoče zaradi izgube sposobnosti upora zunanjim obremenitvam ali prejema nesprejemljivih premikov ali lokalnih poškodb. V skladu s tem sta bili vzpostavljeni dve skupini omejevalnih stanj: prva - glede na nosilnost; drugi - glede na primernost za normalno uporabo.

· Izračun za prvo skupino mejnih stanj se izvaja z namenom preprečevanja uničenja konstrukcij (analiza trdnosti), izgube stabilnosti oblike konstrukcije (izračun za upogibanje) ali njenega položaja (izračun za prevračanje ali drsenje), okvare zaradi utrujenosti (izračun za vzdržljivost).

· Izračun za drugo skupino mejnih stanj je namenjen preprečevanju razvoja prekomernih deformacij (upogibov), izključitvi možnosti razpok v betonu ali omejitvi širine njihove odprtine ter po potrebi zagotoviti zapiranje razpok po odstranitvi dela obremenitve .

Izračun za prvo skupino omejevalnih stanj je glavni in se uporablja pri izbiri odsekov. Izračun za drugo skupino se izvede za tiste konstrukcije, ki zaradi močnih lastnosti izgubijo zmogljivost zaradi prevelikih deformacij (tramovi, veliki razponi z relativno nizko obremenitvijo), razpok (cisterne, tlačni cevovodi) ali prekomernega odpiranja razpok, kar vodi v prezgodnje korozija armature ...

Obremenitve, ki delujejo na konstrukcijo, in trdnostne lastnosti materialov, iz katerih je konstrukcija izdelana, so spremenljive in se lahko razlikujejo od povprečnih vrednosti. Zato se za zagotovitev, da med normalnim delovanjem konstrukcije ne pride do nobenega od mejnih stanj, uvede sistem projektnih koeficientov, ki upošteva možna odstopanja (v neugodno smer) različnih dejavnikov, ki vplivajo na zanesljivo delovanje konstrukcij: 1) varnostni faktorji obremenitve γ f ob upoštevanju variabilnosti obremenitev ali vplivov; 2) varnostni faktorji za beton γ b in armaturo γ s. ob upoštevanju variabilnosti njihovih lastnosti trdnosti; 3) faktorji zanesljivosti za oznako γ n, ob upoštevanju stopnje odgovornosti in kapitala zgradb in objektov; 4) koeficienta delovnih pogojev γ bi in γ si, ki omogočata oceno nekaterih značilnosti dela materialov in konstrukcij na splošno, ki se v izračunih ne morejo neposredno odražati.

Izračunani koeficienti so določeni na podlagi verjetnostnih in statističnih metod. Zagotavljajo zahtevano zanesljivost konstrukcij za vse faze: proizvodnjo, transport, montažo in obratovanje.

Tako je glavna ideja metode izračuna mejnega stanja zagotoviti, da je tudi v tistih redkih primerih, ko na konstrukcijo delujejo največje možne obremenitve, trdnost betona in armature minimalna, pogoji delovanja pa najbolj neugodni. struktura se ne zruši in ne dobi nesprejemljivih upogibov ali razpok. Hkrati pa je v mnogih primerih mogoče dobiti bolj ekonomične rešitve kot pri izračunu po predhodno uporabljenih metodah.

Obremenitve in vplivi ... Pri načrtovanju je treba upoštevati obremenitve, ki nastanejo med gradnjo in delovanjem konstrukcij, pa tudi med izdelavo, skladiščenjem in prevozom gradbenih konstrukcij.

Pri izračunih se uporabljajo standardne in izračunane vrednosti obremenitev. Največje vrednosti obremenitev, določene z normami, ki lahko delujejo na konstrukcijo med normalnim delovanjem, se imenujejo normativne *. Dejanska obremenitev se zaradi različnih okoliščin lahko razlikuje od normativne navzgor ali navzdol. To odstopanje upošteva varnostni faktor obremenitve.

Strukturna analiza se izvaja za projektne obremenitve

kjer je q n - standardna obremenitev; γ f je varnostni faktor obremenitve, ki ustreza obravnavanemu omejevalnemu stanju.

Pri izračunu prve skupine mejnih stanj γ f vzemite: za konstantne obremenitve γ f = 1,1 ... 1,3; začasni γ f = 1,2 ... 1,6, pri izračunu stabilnosti položaja (prevračanje, drsenje, lebdenje), ko zmanjšanje teže konstrukcije poslabša pogoje njenega delovanja, vzemite

Projektiranje konstrukcij za drugo skupino omejevalnih stanj, ob upoštevanju manjše nevarnosti njihovega nastanka, se izvaja za projektne obremenitve pri γ f = l. Izjema so konstrukcije, ki spadajo v I. kategorijo odpornosti proti razpokam (glej § 7.1), za katere je γ f> l.

Obremenitve in vplivi na zgradbe in objekte so lahko trajni ali začasni. Slednje se glede na trajanje delovanja delijo na dolgoročne, kratkoročne in posebne.

Trajne obremenitve vključujejo težo delov konstrukcij, vključno s težo nosilnih in ogradnih konstrukcij; teža in pritisk tal (nasipi, zasipavanje); učinek prednapenjanja.

Začasne dolgotrajne obremenitve vključujejo: težo nepremične opreme - strojev, motorjev, zabojnikov, transporterjev; teža opreme za polnjenje tekočin in trdnih snovi; obremenitev tal iz skladiščenega materiala in regalov v skladiščih, hladilnikih, knjižnicah, knjižnicah in pomožnih prostorih.

V primerih, ko je treba upoštevati učinek trajanja delovanja obremenitev na deformacije in nastanek razpok, del kratkotrajnih spada med dolgotrajne obremenitve. To so obremenitve žerjavov z znižano standardno vrednostjo, ki se določijo tako, da se polna standardna vrednost navpične obremenitve enega žerjava v vsakem razponu pomnoži s faktorjem: 0,5 - za skupine načinov delovanja žerjavov 4K-6K; 0,6 - za skupine načinov delovanja 7K žerjavov; 0,7 - za skupine načina delovanja žerjavov 8K *; snežne obremenitve z znižano standardno vrednostjo, določeno tako, da se polna standardna vrednost (glej §11.4) pomnoži s faktorjem 0,3 - za snežno regijo III, 0,5 - za regijo IV, 0,6 - za regije V, VI; obremenitve ljudi, opreme na etažah stanovanjskih in javnih zgradb z znižanimi standardnimi vrednostmi. Te obremenitve uvrščamo med dolgotrajne zaradi dejstva, da lahko delujejo toliko časa, da se pojavijo lezeče deformacije, ki povečajo upogib in širino odpiranja razpok.

Kratkotrajne obremenitve vključujejo: obremenitve od teže ljudi, opreme na tleh stanovanjskih in javnih zgradb s polnimi normiranimi vrednostmi; obremenitve žerjava s polno standardno vrednostjo; snežne obremenitve s polno standardno vrednostjo; obremenitve vetra, pa tudi obremenitve, ki izhajajo iz namestitve ali popravila konstrukcij.

Posebne obremenitve nastanejo med potresnimi, eksplozivnimi ali izrednimi udarci.

Stavbe in konstrukcije so izpostavljene hkratnemu delovanju različnih obremenitev, zato je treba njihov izračun izvesti ob upoštevanju najbolj neugodne kombinacije teh obremenitev ali sil, ki jih povzročajo. Glede na sestavo obravnavanih obremenitev ločimo: osnovne kombinacije, ki jih sestavljajo trajne, dolgotrajne in kratkotrajne obremenitve; posebne kombinacije, sestavljene iz trajnih, dolgoročnih, kratkotrajnih in ene od posebnih obremenitev.

Začasne obremenitve so vključene v kombinacije kot dolgoročne - ob upoštevanju znižane standardne vrednosti, kot kratkoročne - ob upoštevanju polne standardne vrednosti.

Verjetnost hkratnega pojava največjih obremenitev oziroma naporov se upošteva s kombiniranimi koeficienti ψ 1 in ψ 2. Če glavna kombinacija vključuje stalno in samo eno začasno obremenitev (dolgoročno in kratkoročno), se kombinirani koeficienti vzamejo enaki 1, pri čemer se upoštevajo dve ali več začasnih obremenitev, slednje se pomnožijo z ψ 1 = 0,95 za dolgotrajne obremenitve in ψ 1 = 0,9 za kratkoročne, saj je malo verjetno, da hkrati dosežejo najvišje izračunane vrednosti.

* Skupine načinov delovanja žerjavov so odvisne od pogojev delovanja žerjavov, nosilnosti in so sprejete v skladu z GOST 25546-82.

Pri izračunu konstrukcij za posebno kombinacijo obremenitev, vključno z eksplozivnimi učinki, je dovoljeno zanemariti kratkotrajne obremenitve.

Vrednosti projektnih obremenitev je treba pomnožiti tudi s faktorjem zanesljivosti za predvideni namen konstrukcij, ob upoštevanju stopnje odgovornosti in kapitala zgradb in objektov. Za objekte razreda I (objekti posebej pomembnega državnogospodarskog pomena) γ n = 1, za objekte razreda II (pomembnejši narodnogospodarski objekti) γ n = 0,95, za objekte razreda III (z omejenim državno-gospodarskim pomenom) γ n = 0,9, za začasne objekte z življenjsko dobo do 5 let γ n = 0,8.

Standardna in konstrukcijska odpornost betona. Trdnostne lastnosti betona so spremenljive. Tudi vzorci iz iste serije betona bodo med preskušanjem pokazali različne trdnosti, kar pojasnjujejo heterogenost njegove strukture in neenaki preskusni pogoji. Na variabilnost trdnosti betona v konstrukcijah vplivajo tudi kakovost opreme, usposobljenost delavcev, vrsta betona in drugi dejavniki.

riž. 2.3. Porazdelitvene krivulje:

F m in F - povprečne in izračunane vrednosti

napori zaradi zunanje obremenitve;

F um in F u - enaka, nosilnost

Od vseh možnih vrednosti trdnosti je treba v izračun vnesti tisto, ki zagotavlja varno delovanje konstrukcij s potrebno zanesljivostjo. Metode teorije verjetnosti pomagajo ugotoviti.

Spremenljivost lastnosti trdnosti je praviloma skladna z Gaussovim zakonom in je označena s krivuljo porazdelitve (slika 2.3, a), ki povezuje lastnosti trdnosti betona s pogostostjo njihovega ponavljanja v poskusih. S pomočjo porazdelitvene krivulje lahko izračunate povprečno vrednost končne tlačne trdnosti betona:

kjer je n 1, n 2, .., n k število poskusov, pri katerih je moč R 1, R 2, ..., R k, n skupno število poskusov. Razpon moči (odklon od povprečja) je značilen s standardnim odklonom (standard)

ali koeficient variacije ν = σ / R m. V formuli (2.8) Δ i = R i - R m.

Ko izračunamo σ, lahko z metodami teorije verjetnosti poiščemo vrednost jakosti R n, ki bo imela dano zanesljivost (varnost):

kjer je æ kazalnik zanesljivosti.

Višji kot je æ (glej sliko 2.3, a), večje število vzorcev bo pokazalo moč R m - æσ in več, večja je zanesljivost. Če vzamemo R n = R m - σ kot minimalno trdnost, uvedeno v izračun (tj. nastavimo æ = 1), bo 84 % vseh vzorcev (lahko so kocke, prizme, osmice) pokazalo enako ali večjo trdnost (zanesljivost 0,84). Pri = 1,64-95 % vzorcev bo pokazala moč R n = R m - 1,64σ ali več, pri æ = 3 - 99,9 % vzorcev pa bo imelo trdnost, ki ni nižja od R n = R m -Zσ. Torej, če v izračun vnesemo vrednost R m -Зσ, bo moč le v enem primeru od tisoč manjša od sprejete. Takšen pojav velja za skoraj neverjeten.

Po standardih je glavna značilnost, ki se nadzoruje v tovarni beton razreda "B" *, ki predstavlja trdnost betonske kocke z robom 15 cm z zanesljivostjo 0,95. Moč, ki ustreza razredu, se določi s formulo (2.9) pri æ = 1,64

Vrednost ν se lahko spreminja v širokem razponu.

Proizvajalec mora zagotoviti trdnost R n, ki ustreza razredu betona, ob upoštevanju koeficienta ν, določenega za posebne proizvodne pogoje. V podjetjih z dobro organizirano proizvodnjo (proizvodnja betona z visoko homogenostjo) bo dejanski koeficient variacije majhen, povprečna trdnost betona [glej. formulo (2.10)] lahko vzamete nižje, tako lahko prihranite cement. Če ima beton, ki ga proizvaja podjetje, veliko variabilnost trdnosti (velik koeficient variacije), je treba povečati trdnost betona R m, da se zagotovijo zahtevane vrednosti R n, kar bo povzročilo prekomerno porabo cementa.

* Do leta 1984 je bila glavna značilnost trdnosti betona njegova kakovost, ki je bila opredeljena kot povprečna vrednost končne tlačne trdnosti betona R m v kgf / cm 2.

Karakteristična odpornost betonskih prizm na aksialno stiskanje R b, n (prizmatična trdnost) je določena s standardno vrednostjo kubične trdnosti ob upoštevanju razmerja (1.1), ki povezuje prizmatično in kubično trdnost. Vrednosti R b, n so podane v tabeli. 2.1.

Normativna odpornost betona na aksialno napetost R bt, n v primerih, ko natezna trdnost betona ni nadzorovana, je določena z normativno vrednostjo kubične trdnosti ob upoštevanju odvisnosti (1.2), ki povezuje natezno trdnost s tlačno trdnostjo. . Vrednosti R bt, n so podane v tabeli. 2.1.

Če se natezna trdnost betona kontrolira z neposrednim preskušanjem vzorcev v proizvodnji, potem je standardna odpornost proti osni napetosti enaka

in označuje razred natezne trdnosti betona.

Projektni upornosti betona za mejna stanja prve skupine R b in R bt se določijo tako, da se standardne upornosti delijo z ustreznimi koeficienti zanesljivosti betona pri stiskanju γ bc ali pri napetosti γ bt:

Za težke betone γ bc = 1,3; γ bt = 1,5.

Ti koeficienti upoštevajo možnost znižanja dejanske trdnosti v primerjavi z normativno zaradi razlike v trdnosti betona v realnih konstrukcijah od trdnosti v vzorcih in številne druge dejavnike, ki so odvisni od pogojev izdelave in delovanja konstrukcij. .

Tabela 2.1.

Trdnost in deformacijske lastnosti težkega betona

Projektne upornosti betona za mejna stanja II skupine R b, ser in R bt, ser določimo s faktorji zanesljivosti γ bc = γ bt = 1, t.j. veljajo za enake normativnim uporom. To je razloženo z dejstvom, da je nastop omejevalnih stanj skupine II manj nevaren kot skupina I, saj praviloma ne vodi do propada struktur in njihovih elementov.

Pri izračunu betonskih in armiranobetonskih konstrukcij se konstrukcijski upor betona, če je potrebno, pomnoži s koeficienti delovnih pogojev γ bi ob upoštevanju: trajanja delovanja in ponovljivosti obremenitve, pogojev izdelave, narave konstrukcijo itd. z dolgotrajno obremenitvijo vnesite koeficient γ b 2 = 0,85 ... 0,9, ob upoštevanju kratkotrajnih obremenitev - γ b 2 = 1,1.

■ Standardna in konstrukcijska odpornost armature ... Standardni upori armature R sn so enaki najmanjšim nadzorovanim vrednostim: za ojačitev palic, visoko trdno žico in ojačitvene vrvi - mejo tečenja, fizični σ y ali pogojno σ 0,2; za navadno ojačitveno žico - do napetosti 0,75 mejne natezne trdnosti, saj GOST ne ureja meje tečenja za to žico.

Vrednosti standardnih uporov R sn so vzete v skladu z veljavnimi standardi za armaturno jeklo, pa tudi za beton, z zanesljivostjo 0,95 (tabela 2.2).

Projektne natezne trdnosti armature R s in R s, ser za mejna stanja skupin I in II (tabela 2.2) se določijo tako, da se standardne upornosti delijo z ustreznimi varnostnimi faktorji za armaturo γ s:

Varnostni faktor je nastavljen tako, da izključuje možnost uničenja elementov v primeru prevelikega približevanja R s in R sn. Upošteva variabilnost površine prečnega prereza palic, zgodnji razvoj plastičnih deformacij armature itd. Njegova vrednost za ojačitev palic razredov A-I, A-II je 1,05; razredi A-III - 1,07 ... 1,1; razredi A-IV, A-V-1,15; razredi A-VI - 1,2; za žično ojačitev razredov Bp-I, B-I - 1,1; razredi B-II, Bp-II, K-7, K-19-1.2.

Pri izračunu mejnih stanj skupine II se vzame vrednost varnostnega faktorja za vse vrste armature enaka eni, t.j. projektni upornosti R s, s er se številčno razlikujejo od normativnih.

Pri dodeljevanju projektne tlačne trdnosti armature R sc se ne upoštevajo le lastnosti jekla, temveč tudi končna stisljivost betona. Ob ε bcu = 2X · 10 -3, modulu elastičnosti jekla E s = 2 · 10 -5 MPa, je mogoče iz pogoja deformacij spoja betona dobiti najvišjo napetost σ sc, doseženo pri armaturi pred razpadom betona. in armatura σ sc = ε bcu E s = ε s E s. V skladu z normami je konstrukcijska odpornost armature na stiskanje R sc enaka R s, če ne presega 400 MPa; za ojačitev z višjo vrednostjo R s se vzame projektna upornost R sc 400 MPa (ali 330 MPa pri izračunu v fazi redukcije). Pri dolgotrajnem delovanju obremenitve lezenje betona vodi do povečanja tlačne napetosti v armaturi. Če torej upoštevamo konstrukcijsko odpornost betona ob upoštevanju koeficienta obratovalnih pogojev γ b 2 = 0,85 ... 0,9 (tj. ob upoštevanju neprekinjenega delovanja obremenitve), je dovoljeno ob upoštevanju ustreznih konstrukcijske zahteve, za povečanje vrednosti R sc na 450 MPa za jekla razreda A-IV in do 500 MPa za jekla razreda At-IV in višje.

Pri izračunu konstrukcij v skladu s skupino I mejnih stanj se konstrukcijski upori armature, če je potrebno, pomnožijo s koeficienti delovnih pogojev γ si, ob upoštevanju neenakomerne porazdelitve napetosti v odseku, prisotnosti zvarnih spojev. , ponavljajoče se delovanje obremenitve ipd. Na primer, delovanje visokotrdne armature pri napetostih nad konvencionalno mejo tečenja se upošteva s koeficientom obratovalnih pogojev γ s6, katerega vrednost je odvisna od razreda armature in se spreminja od 1,1 do 1,2 (glej § 4.2).

Tabela 2.2.

Lastnosti trdnosti in deformacije

ojačitvena jekla in vrvi.

Opomba. V tabeli razredi palicne armature pomenijo vse vrste armature ustreznega razreda, na primer razred А-V pomeni tudi A т -V, А т -VCK itd.

■ Osnovne določbe izračuna.

Pri izračunu po I skupini omejevalnih stanj (nosilnost) mora biti izpolnjen pogoj

F

Leva stran izraza (2.14) je projektna sila, ki je enaka praktično možni največji sili v prerezu elementa z najbolj neugodno kombinacijo konstrukcijskih obremenitev ali delovanja; odvisno je od naporov, ki jih povzročajo projektne obremenitve q pri γ f> 1, kombinacijskih koeficientov in faktorjev zanesljivosti za namen konstrukcij γ n. Projektna sila F ne sme presegati projektne nosilnosti preseka F u, ki je funkcija konstrukcijskih uporov materialov in koeficientov obratovalnih pogojev γ bi, γ si, ob upoštevanju neugodnih ali ugodnih obratovalnih pogojev konstrukcij. , kot tudi oblika in dimenzije odseka.

Krivulje (slika 2.3, b) porazdelitve sil iz zunanje obremenitve 1 in nosilnosti 2 so odvisne od spremenljivosti dejavnikov, obravnavanih zgoraj, in izpolnjujejo Gaussov zakon. Izpolnjevanje pogoja (2.14), izraženega grafično, zagotavlja zahtevano nosilnost konstrukcije.

Pri izračunu po II skupini omejevalnih stanj:

· Pri premikih - zahteva se, da upogibi od standardne obremenitve f ne presegajo mejnih vrednosti upogibov f u, ki jih določajo norme za dani konstrukcijski element f ≤ f u. Vrednost f u se vzame z;

· Z razpokanjem - sila iz projektne ali standardne obremenitve mora biti manjša ali enaka sili, pri kateri se v prerezu F ≤ F crc pojavijo razpoke;

Za odpiranje normalnih in poševnih razpok - širina njihove odprtine na ravni raztegnjene armature mora biti manjša od meje njihovega odpiranja, ki jo določajo norme a cr c, ua crc ≤ a cr c, u = 0, l . .. 0,4 mm.

V nujnih primerih je potrebno, da se razpoke, ki nastanejo od polne obremenitve, zanesljivo zaprejo (vpnejo) pod delovanjem svojega dolgotrajnega dela. V teh primerih se izvedejo izračuni zapiranja zloma.

VPRAŠANJA ZA SAMOPREVERJANJE:

1. Faze napetostno-deformacijskega stanja upognjenih armiranobetonskih elementov. Katera od teh stopenj se uporablja pri izračunu trdnosti, odpornosti na razpoke, upogibov?

2. Značilnosti napetostno-deformacijskega stanja prednapetih konstrukcij.

3. Temeljne določbe metod za izračun presekov za dovoljene napetosti in prelomne obremenitve. Slabosti teh metod.

4. Glavne določbe izračuna po metodi omejevalnih stanj.

Omejite skupine držav.

5. Kakšni so nameni izračuna za I in II skupino mejnih stanj?

6. Klasifikacija obremenitev in njihove konstrukcijske kombinacije.

7. Standardne in projektne obremenitve. Varnostni dejavniki

po obremenitvah. V kolikšni meri se razlikujejo?

8. Standardna odpornost betona. Kako se to nanaša na povprečje

moč? S kakšno varnostjo je dodeljena?

9. Kako se določi projektna odpornost betona za skupine I in II?

mejna stanja? Za kakšen namen so uvedeni faktorji zanesljivosti in faktorji obratovalnih pogojev?

10. Kako je standardna upornost armature dodeljena za različna jekla?

11. Projektna odpornost armature, varnostni faktorji

in delovnih razmerah.

12. Na splošno zapišite pogoje, ki izključujejo pojav

mejna stanja skupin I in II ter pojasniti njihov pomen.