Bina yapılarının her şeyden önce yeterli güvenilirliğe, yani belirli işlevleri uygun koşullarda belirli bir süre boyunca yerine getirebilme yeteneğine sahip olması gerekir. Bir bina yapısının amaçlanan işlevlerinden en az birini yerine getirmesinin sona ermesine başarısızlık denir.

Dolayısıyla başarısızlık, sonucu sosyal veya ekonomik kayıp olan böyle rastgele bir olayın meydana gelme olasılığı olarak anlaşılmaktadır. Arızadan önceki andaki yapının sınırlayıcı bir duruma geçtiğine inanılmaktadır.

Sınır durumları, yapının kendisine uygulanan gereksinimleri karşılamayı bıraktığı, yani dış yüklere dayanma yeteneğini kaybettiği veya kabul edilemez hareketler veya yerel hasar aldığı durumlardır.

Başlangıç ​​nedenleri bina yapıları sınır durumları aşırı yüklemeler, yapıldıkları malzemelerin düşük kalitesi ve daha fazlası olabilir.

Söz konusu yöntem ile önceki hesaplama yöntemleri (izin verilen gerilimlere dayalı hesaplama) arasındaki temel fark, burada yapıların sınır durumlarının açıkça belirlenmiş olması ve tek bir güvenlik faktörü yerine k Hesaplamaya, en elverişsiz (ancak gerçekçi olarak mümkün) koşullar altında bu durumların ortaya çıkmasına karşı tasarımı belirli bir güvenlikle garanti eden bir tasarım katsayıları sistemi dahil edilir. Şu anda bu hesaplama yöntemi ana resmi yöntem olarak kabul edilmektedir.

Betonarme yapılar iki nedenden dolayı gerekli performans özelliklerini kaybedebilir:

1. Yük taşıma kapasitesinin tükenmesi sonucu (en yüklü bölümlerde malzemenin tahrip olması, bireysel elemanların veya bir bütün olarak tüm yapının stabilitesinin kaybı);

2. Aşırı deformasyonlar (sapma, titreşim, oturma) ve ayrıca çatlak oluşumu veya bunların aşırı açılması nedeniyle.

Yapıların performans niteliklerinin kaybına neden olabilecek bu iki nedene uygun olarak standartlar, sınır durumlarının iki grubunu oluşturur:

Taşıma kapasitesine göre (birinci grup);

Normal kullanıma uygunluğuna göre (ikinci grup).

Hesaplamanın amacı, imalat, taşıma, montaj ve işletme süresince söz konusu yapıda herhangi bir sınır durumun oluşmasını önlemektir.

Birinci grubun sınır durumlarına ilişkin hesaplamalar, yapının çalışması sırasında ve diğer çalışma aşamalarında yapının sağlamlığını, şekil stabilitesini, konum stabilitesini, dayanıklılığını vb. sağlamalıdır.

İkinci grubun sınır durumları için hesaplamalar, yapının çalışması sırasında ve işleminin diğer aşamalarında aşırı çatlak açılmasını önlemek için yapılır, bu da donatının erken korozyonuna veya oluşumuna ve ayrıca aşırı hareketlere yol açar.

Hesaplama faktörleri

Bunlar yükler ve mekanik özellikler malzemeler (beton ve takviye). İstatistiksel değişkenliğe veya değerlerin yayılmasına sahiptirler. Sınır durumları hesaplamalarında, yüklerin değişkenliği ve malzemelerin mekanik özelliklerinin yanı sıra beton ve takviye için çeşitli elverişsiz veya uygun çalışma koşulları, bina ve yapı elemanlarının üretim ve işletim koşulları (örtük olarak) dikkate alınır.

Yükler, malzemelerin mekanik özellikleri ve tasarım katsayıları normalleştirilmiştir. Betonarme yapılar tasarlanırken yük değerleri, beton dirençleri ve donatı SNiP 2.01.07-85* ve SP 52-101-2003 bölümlerine göre belirlenir.

Yüklerin sınıflandırılması. Standart ve tasarım yükleri

Binalar ve yapılar üzerindeki yükler ve etkiler, etki sürelerine bağlı olarak kalıcı ve geçici olarak ikiye ayrılır. İkincisi ise uzun vadeli, kısa vadeli ve özel olarak ayrılmıştır.

Bunlar şunları içerir: insanların ağırlığı, ekipman bakım ve onarım alanlarındaki onarım malzemeleri, tam standart değere sahip kar yükleri, rüzgar yükleri, yapı elemanlarının imalatı, nakliyesi ve montajı sırasında ortaya çıkan yükler ve diğerleri.

SNiP 2.01.07-85* uyarınca yükler de standart ve tasarıma ayrılmıştır.

Binaların ve yapıların normal çalışması sırasında büyüklük olarak mümkün olan en büyük değere yakın olan standart yükler veya darbelere denir. Değerleri standartlarda verilmiştir.

Yüklerin olumsuz yöndeki değişkenliği, yük güvenilirlik katsayısı ile değerlendirilir. γ f.

Yapının mukavemet veya stabilitesini hesaplamak için g yükünün hesaplanan değeri, standart değerinin çarpılmasıyla belirlenir. g pγ f katsayısı ile genellikle 1'den büyüktür

Değerler, yüklerin niteliğine ve büyüklüklerine bağlı olarak farklılık gösterir. Yani örneğin beton ve betonarme yapıların ölü ağırlığı dikkate alındığında = 1,1; fabrikada gerçekleştirilen çeşitli şapların, dolguların, yalıtımın kendi ağırlığı dikkate alındığında = 1,2 ve şantiyede = 1,3. Düzgün dağıtılmış yükler için yük güvenilirlik faktörleri aşağıdaki gibi alınmalıdır:

1.3 - tam standart değeri 2 kPa'dan (2 kN/m2) düşük olan;

1,2 - tam standart değeri 2 kPa (2 kN/m2) veya daha fazla olan. Yüzmeye, devrilmeye ve kaymaya karşı konum stabilitesi için yapıyı hesaplarken ve ayrıca kütledeki azalmanın yapının çalışma koşullarını kötüleştirdiği diğer durumlarda kendi ağırlığına ilişkin yük güvenilirlik katsayısı 0,9'a eşit alınır.

İkinci grubun sınır durumlarına ilişkin hesaplamalar, standart yükler veya γ f = 1 ile alınan hesaplanan yükler kullanılarak gerçekleştirilir.

Binalar ve yapılar çeşitli yüklerin eş zamanlı etkisine maruz kalır. Bu nedenle, bir binanın veya yapının bir bütün olarak veya bireysel elemanlarının hesaplanması, bu yüklerin veya bunların neden olduğu kuvvetlerin en elverişsiz kombinasyonları dikkate alınarak yapılmalıdır. Olumsuz ama gerçek olası kombinasyonlar tasarım sırasındaki yükler SNiP 2.01.07-85* tavsiyelerine uygun olarak seçilir.

Dikkate alınan yüklerin bileşimine bağlı olarak kombinasyonlar ayırt edilir:

- temel kalıcı, uzun vadeli ve kısa vadeli yükler dahil

Т = ΣТ sonrası + ψ 1 ΣТ süresi + ψ 2 ΣТ çoklu,

burada T = M, T, Q;

ψ - kombinasyon katsayısı (eğer 1 kısa süreli yük dikkate alınırsa, o zaman ψ 1 = ψ 2 = 1,0, eğer kombinasyon 2 veya daha fazla kısa süreli yük içeriyorsa, o zaman ψ 1 = 0,95, ψ 2 = 0,9);

- özel sabit, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklere ek olarak özel bir yük (ψ 1 = 0,95, ψ 2 = 0,80) dahil.

TABAN BLOK VE TEMELLER

sınır durumlarına dayalı hesaplamalar

Sınır durumlara (I ve II) göre temellerin hesaplanması ilkeleri.

1 sınır durumu– Yük taşıma kapasitesinin, sağlamlığının ve şeklinin kaybolmasının imkansız olduğu koşulların sağlanması.

2 sınır durumu– standartların ötesinde deformasyonları önlerken binaların ve yapıların normal çalışmasına uygunluğun sağlanması (stabilite kaybı meydana gelmez).

Hesaplamalar her zaman 1 PS'ye ve 2'ye (çatlak direnci için) göre yapılır - yalnızca esnek temeller (şerit, döşeme) için.

1 PS için hesaplamalar şu durumlarda yapılır:

1) tabana önemli bir yatay yük aktarılır.

2) temel bir eğimin üzerinde veya yakınında bulunuyor veya temel büyük düşen toprak plakalarından oluşuyor.

3) taban, suya doygunluk indeksi S r ≥ 0,8 olan yavaş yavaş sıkışan, suya doygun siltli kil topraklardan ve y ≤10 7 cm2/yıl olan bir konsolidasyon noktasından oluşur - nötr basınçta toprak iskeletinin mukavemeti.

4) taban kayalık topraktan oluşur.

1 trafo merkezi için tasarım koşulu:

F u – tabanın nihai direnç kuvveti,

γ c = 0.8..1.0 – toprak temelinin çalışma koşulları kümesi,

γ n = 1.1..1.2 – güvenilirlik faktörü, binanın amacına bağlıdır.

2 PS - her zaman gerçekleştirilir.

S ≤ Su– tahmini avlanma (en P ≤ R), burada P temel tabanının altındaki basınçtır.

R – toprak direncini tasarlayın.

Yöntemin özü

Sınır durumlara dayalı yapıların hesaplanması yöntemi, yıkıcı kuvvetlere dayalı hesaplama yönteminin daha da geliştirilmesidir. Bu yöntemi kullanarak hesaplama yaparken, yapıların sınır durumları açıkça belirlenir ve en elverişsiz yük kombinasyonları altında ve en düşük değerlerde bu durumların oluşmasına karşı yapıyı garanti eden bir tasarım katsayıları sistemi tanıtılır. mukavemet özellikleri malzemeler.

Yıkım aşamaları, ancak yapının yük altındaki güvenliği, tek bir sentezleyici güvenlik faktörü ile değil, bir tasarım katsayıları sistemi ile değerlendirilir. Limit durum yöntemi kullanılarak tasarlanan ve hesaplanan yapılar bir miktar daha ekonomiktir.

2. İki grup sınır durumu

Sınır durumları, yapıların çalışma sırasında kendilerine uygulanan gereksinimleri artık karşılamadığı, yani dış yüklere ve etkilere dayanma yeteneğini kaybettiği veya kabul edilemez hareketlere veya yerel hasara maruz kaldığı durumlar olarak kabul edilir.

Betonarme yapılar iki grup sınır durum için hesaplama gerekliliklerini karşılamalıdır: taşıma kapasitesi için - ilk sınır durum grubu; normal çalışmaya uygunluk açısından - ikinci sınır durumları grubu.

Birinci grubun sınır durumlarına dayalı hesaplama aşağıdakileri önlemek için yapılır:

Gevrek, viskoz veya başka türde bir başarısızlık (gerekirse yapının yıkımdan önce sapması dikkate alınarak mukavemet hesaplaması);

Bir yapının şeklinin stabilite kaybı (ince duvarlı yapıların stabilitesinin hesaplanması vb.) veya konumu (devrilme ve kaymanın hesaplanması) istinat duvarları, eksantrik olarak yüklenen yüksek temeller; Gömülü veya gömülü tırmanış için hesaplama yeraltı tankları vesaire.);

yorulma hatası (tekrarlanan hareketli veya titreşimli yüklerin etkisi altındaki yapıların dayanıklılığının hesaplanması: vinç kirişleri, traversler, çerçeve temelleri ve dengesiz makineler için zeminler, vb.);

Kuvvet faktörlerinin ve olumsuz etkilerin birleşik etkisinden kaynaklanan yıkım dış çevre(agresif bir ortama periyodik veya sürekli maruz kalma, dönüşümlü donma ve çözülme vb.).

İkinci grubun sınır durumlarına dayalı hesaplamalar aşağıdakileri önlemek için yapılır:

aşırı veya uzun süreli çatlak açılmasının oluşması (çalışma koşullarına göre çatlakların oluşmasına veya uzun süreli açılmasına izin veriliyorsa);

aşırı hareketler (sapma, dönme açıları, çarpık açılar ve titreşim genlikleri).

Yapının bir bütün olarak sınır durumlarının yanı sıra bireysel elemanları veya parçalarının hesaplanması tüm aşamalarda gerçekleştirilir: imalat, nakliye, kurulum ve işletme; aynı zamanda tasarım şemaları kabul edilenlere uymak zorundadır yapıcı çözümler ve listelenen aşamaların her biri.

3. Hesaplama faktörleri

Tasarım faktörleri - betonun ve donatının yükleri ve mekanik özellikleri (çekme mukavemeti, akma mukavemeti) - istatistiksel değişkenliğe sahiptir (değerlerin dağılımı). Yükler ve darbeler, belirtilen ortalama değerleri aşma olasılığından farklı olabilir ve malzemelerin mekanik özellikleri, belirtilen ortalama değerlerin düşme olasılığından farklı olabilir. Sınır durumlarına yönelik hesaplamalar, yüklerin istatistiksel değişkenliğini ve malzemelerin mekanik özelliklerini, istatistiksel olmayan nitelikteki faktörleri ve beton ve takviyenin çalışması, elemanların üretimi ve çalıştırılması için çeşitli elverişsiz veya uygun fiziksel, kimyasal ve mekanik koşulları dikkate alır. binalar ve yapılar. Yükler, malzemelerin mekanik özellikleri ve tasarım katsayıları normalleştirilmiştir.

Yük değerleri, beton direnci ve donatı SNiP “Yükler ve Etkiler” ve “Beton ve Betonarme Yapılar” bölümlerine göre belirlenir.

4. Yüklerin sınıflandırılması. Standart ve tasarım yükleri

Etki süresine bağlı olarak yükler kalıcı ve geçici olarak ayrılır. Geçici yükler ise uzun vadeli, kısa vadeli ve özel olarak ayrılır.

Binaların ve yapıların taşıyıcı ve kapalı yapılarının ağırlığından, toprak kütlesi ve basıncından ve betonarme yapıların öngerilme etkisinden kaynaklanan yükler sabittir.

Uzun süreli yükler, zeminlerdeki sabit ekipmanların (makineler, aparatlar, motorlar, tanklar vb.) ağırlığından kaynaklanır; kaplardaki gazların, sıvıların, granüler cisimlerin basıncı; depolar, buzdolapları, arşivler, kütüphaneler ve benzeri bina ve yapılardaki yükler; Canlı yükün standartlar tarafından belirlenen kısmı konut binaları, resmi ve ev binaları; sabit ekipmanlardan kaynaklanan uzun vadeli sıcaklık teknolojik etkileri; asılı veya birinden gelen yükler gezer vinç, çarpanlarla çarpılır: orta hizmet tipi vinçler için 0,5 ve ağır hizmet tipi vinçler için 0,7; III-IV iklim bölgeleri için 0,3-0,6 katsayılı kar yükleri. Vinçlerin belirtilen değerleri, bazıları geçici ve kar yükleri tam değerlerinin bir kısmını oluşturur ve bu tür yüklerin yer değiştirme, deformasyon ve çatlak oluşumu üzerindeki etkisinin süresi dikkate alındığında hesaplamaya dahil edilir. Tam değerler Bu yükler kısa vadeli olarak sınıflandırılır.

Kısa süreli yükler, ekipman bakım ve onarım alanlarındaki - geçitlerdeki ve ekipmansız diğer alanlardaki insanların, parçaların, malzemelerin ağırlığından kaynaklanır; yükün bir kısmı konut katlarında ve kamu binaları; yapısal elemanların imalatı, nakliyesi ve montajı sırasında ortaya çıkan yükler; binaların ve yapıların inşaatında veya işletilmesinde kullanılan tavan ve tavan vinçlerinden kaynaklanan yükler; kar ve rüzgar yükleri; sıcaklık iklim etkileri.

Özel yükler arasında sismik ve patlayıcı etkiler; Ekipmanın arızalanması veya bozulması ve ani kesintilerden kaynaklanan yükler teknolojik süreç(örneğin, sıcaklıkta keskin bir artış veya azalma vb. ile); toprağın yapısında radikal bir değişikliğin eşlik ettiği tabanın düzensiz deformasyonlarına maruz kalma (örneğin, ıslanma sırasında çöken toprakların deformasyonu veya sürekli donmuş topraklar buz çözme sırasında), vb.

Standart yükler, önceden belirlenmiş ortalama değerleri aşma olasılığına veya nominal değerlere dayalı olarak standartlar tarafından belirlenir. Standart kalıcı yükler, geometrik ve yapısal parametrelerin tasarım değerleri ve ortalama yoğunluk değerleri esas alınarak alınır. Standart geçici teknolojik ve kurulum yükleri normal çalışma için sağlanan en yüksek değerlere ayarlanmıştır; kar ve rüzgar - yıllık olumsuz değerlerin ortalamasına göre veya tekrarlarının belirli bir ortalama süresine karşılık gelen olumsuz değerlere göre.

Yapıların mukavemet ve kararlılık açısından hesaplanmasına yönelik tasarım yükleri, standart yükün, genellikle birden büyük olan, örneğin g=gnyf olan yük güvenirlik faktörü Vf ile çarpılmasıyla belirlenir. Beton ve betonarme yapıların ağırlığına bağlı güvenilirlik faktörü Yf = M; Hafif agregalı betondan yapılmış yapıların ağırlığına göre (ile orta yoğunluk 1800 kg/m3 veya daha az) ve çeşitli şaplar, dolgular, fabrikada yapılan yalıtım malzemeleri, Yf = l.2, montaj sırasında yf = \.3; değerlerine bağlı olarak çeşitli geçici yüklerden yf = it 2...1.4. Yüzmeye, devrilmeye ve kaymaya karşı konumun stabilitesi hesaplanırken ve ayrıca kütledeki azalmanın yapının çalışma koşullarını kötüleştirdiği diğer durumlarda yapıların ağırlığından gelen aşırı yük katsayısı 7f = 0,9 olarak alınır. İnşaat aşamasında yapılar hesaplanırken hesaplanan kısa süreli yükler 0,8 kat ile çarpılır. Deformasyonlara ve yer değiştirmelere (ikinci grup sınır durumları için) dayalı yapıların hesaplanması için tasarım yükleri, Yf -1- katsayısı ile standart değerlere eşit olarak alınır.

Yüklerin kombinasyonu. Hesaplama esnek olmayan bir şema kullanılarak yapılıyorsa, yapılar çeşitli yük kombinasyonları veya bunlara karşılık gelen kuvvetler için tasarlanmalıdır. Dikkate alınan yüklerin bileşimine bağlı olarak aşağıdakiler ayırt edilir: sabit, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerden veya düşük voltajlı yüklerden kaynaklanan kuvvetlerden oluşan ana kombinasyonlar; sabit, uzun vadeli, olası kısa vadeli ve bunlardan kaynaklanan özel yüklerden veya çabalardan oluşan özel kombinasyonlar.

Temel yük kombinasyonlarının tüm grupları dikkate alınır. Birinci grubun ana kombinasyonları için yapılar hesaplanırken sabit, uzun vadeli ve bir kısa vadeli yükler dikkate alınır; İkinci grubun ana kombinasyonları için yapılar hesaplanırken sabit, uzun vadeli ve iki (veya daha fazla) kısa vadeli yükler dikkate alınır; kısa vadeli değerler ise

yükler veya karşılık gelen kuvvetler 0,9'a eşit bir kombinasyon katsayısı ile çarpılmalıdır.

Özel kombinasyonlar için yapılar hesaplanırken, sismik bölgelerdeki binalar ve yapılar için tasarım standartlarında belirtilen durumlar dışında, kısa süreli yüklerin veya karşılık gelen kuvvetlerin değerleri 0,8'e eşit bir kombinasyon faktörü ile çarpılmalıdır.

Standartlar ayrıca yüklü zeminin alanına bağlı olarak kiriş ve traverslerin hesaplanmasında geçici yüklerin azaltılmasına da olanak tanır.

5. Bina ve yapıların sorumluluk derecesi

Yapıların sınır durumlara ulaşması durumunda bina ve yapıların sorumluluk derecesi, maddi ve toplumsal zararın miktarına göre belirlenir. Yapıları tasarlarken, değeri binaların veya yapıların sorumluluk sınıfına bağlı olan üniter girişimin amacına yönelik güvenilirlik katsayısı dikkate alınmalıdır. Yük taşıma kapasitesinin maksimum değerleri, hesaplanan direnç değerleri, maksimum deformasyon değerleri, çatlak açıklıkları, amaçlanan amaç için güvenilirlik katsayısına veya yüklerin, kuvvetlerin hesaplanan değerlerine veya hesaplanan değerlere bölünmelidir. diğer etkiler bu katsayı ile çarpılmalıdır.

Prefabrik betonarme ürün fabrikalarında yapılan deneysel çalışmalar, ağır beton ve gözenekli agregalı beton için standartlarda kabul edilen değişim katsayısının V ~ 0,135 olduğunu göstermiştir.

Matematiksel istatistiklerde pa veya ni kullanılarak, B'den daha düşük geçici direnç değerlerinin tekrarlanma olasılığı tahmin edilir. x = 1,64 alırsak, değerlerin tekrarlanması muhtemeldir.<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.

Eksenel çekme dayanımı açısından beton sınıfını izlerken, betonun eksenel çekme dayanımı Rbtn'ye karşı standart direnci, garanti edilen dayanımına (sınıf) eşit olarak alınır. eksenel gerginlik.

Birinci grup sınır durumları için hesaplamalar için betonun tasarım dirençleri, standart dirençlerin, sıkıştırma yc = 1,3 prn, gerilim ^ = 1,5 ve çekme mukavemeti yy = \.3 izlendiğinde beton için karşılık gelen güvenilirlik katsayılarına bölünmesiyle belirlenir. . Betonun eksenel basınca karşı tasarım direnci

B50, B55, B60 sınıflarındaki ağır betonun hesaplanan basınç dayanımı, yüksek mukavemetli betonun mekanik özelliklerinin özelliğini (sürünme deformasyonlarının azaltılması), sırasıyla 0,95'e eşit olan katsayılarla çarpılır; 0,925 ve 0,9.

Hesaplanan beton dayanım değerleri yuvarlatılmış olarak ekte verilmiştir. BEN.

Yapısal elemanları hesaplarken, betonun Rb ve Rbt tasarım dirençleri azaltılır ve bazı durumlarda betonun özelliklerinin özellikleri dikkate alınarak betonun uc çalışma koşullarının karşılık gelen katsayıları ile çarpılarak arttırılır: yük ve tekrarlanan tekrarı; yapının koşulları, niteliği ve çalışma aşaması; üretim yöntemi, kesit boyutları vb.

Donatı betona bağlandığında, birinci grup sınır durumları için yapıların hesaplanmasında kullanılan donatı Rsc'nin hesaplanan basınç direnci, donatı Rs'nin karşılık gelen hesaplanan çekme direncine eşit alınır, ancak 400'den fazla değildir. MPa (beton küvetin nihai sıkıştırılabilirliğine dayalıdır). Uzun süreli yük etkisi altında betonun tasarım direncinin varsayıldığı yapıları hesaplarken, çalışma koşulları katsayısı y&2 dikkate alınarak

Yapısal elemanları hesaplarken, donatının tasarım dirençleri azaltılır veya bazı durumlarda, gerilmelerin eşit olmayan dağılımı nedeniyle mukavemet özelliklerinin eksik kullanılması olasılığı dikkate alınarak, ilgili çalışma koşulları katsayıları ySi ile çarpılarak arttırılır. kesit, betonun düşük mukavemeti, ankraj koşulları ve kıvrımların varlığı, çeliğin çekme diyagramının niteliği, yapının çalışma koşullarına bağlı olarak özelliklerinin değişmesi vb.

Enine kuvvetin etkisi altındaki elemanları hesaplarken, enine donatının tasarım direnci, eğimli bölümün uzunluğu boyunca donatıdaki gerilimlerin eşit olmayan dağılımını hesaba katan çalışma koşulları katsayısı -um^OD'nin eklenmesiyle azaltılır. Ek olarak, BP-I sınıfı telden kaynaklı enine takviye ve A-III sınıfı çubuk takviyesi için, kelepçelerin kaynaklı bağlantısının gevrek kırılma olasılığı dikkate alınarak Vs2 = 0,9 katsayısı eklenmiştir. Enine kuvvet Rsw hesaplanırken, yst katsayıları dikkate alınarak hesaplanan enine donatı dirençlerinin değerleri tabloda verilmiştir. 1 ve 2 adj. V.

Ek olarak, hesaplanan Rs, Rsc ve Rsw dirençleri çalışma koşulları katsayıları ile çarpılmalıdır: Ys3, 7*4 - tekrarlanan yük uygulamasıyla (bkz. Bölüm VIII); ysb^lx/lp veya зъ~1х/1ап - gerilim iletim bölgesinde ve öngerilmesiz donatıların ankrajsız ankraj bölgesinde; 7^6 - yüksek mukavemetli takviyenin nominal akma dayanımının üzerindeki gerilimlerde çalışması sırasında (7o.2.

İkinci grup sınır durumlara ilişkin hesaplamalar için takviyenin tasarım dirençleri, takviye için 7s = 1'lik bir güvenilirlik faktörüne ayarlanır; Rs,ser=Rsn standart değerlerine eşit alınır ve donatı çalışma koşulları katsayısı ile hesaplamaya dahil edilir.

Betonarme bir yapının çatlak direnci, gerilme-gerinim durumunun I. aşamasında çatlak oluşumuna karşı gösterdiği direnç veya gerilme-gerinim durumunun II. aşamasında çatlak açılmasına karşı gösterdiği dirençtir.

Hesaplarken, kullanılan donatı tipine bağlı olarak betonarme bir yapının veya parçalarının çatlama direncine farklı gereksinimler getirilir. Bu gereklilikler normal çatlaklar ve elemanın boyuna eksenine eğimli çatlaklar için geçerlidir ve üç kategoriye ayrılır:

Sabit, uzun süreli ve kısa süreli yükler altında çatlakların açılması kısa ömürlü kabul edilir; Sadece sabit ve uzun süreli yüklerin etkisi altında çatlakların açılmasının uzun ömürlü olduğu kabul edilir. Binaların normal çalışmasını, donatının korozyon direncini ve yapının dayanıklılığını sağlayan, çatlak direnci gereksinimleri kategorisine bağlı olarak maksimum çatlak açılma genişliği (isgs\ - kısa süreli ve asgs2 uzun süreli) 0,05-0,05'i geçmemelidir. 0,4 mm (Tablo II .2).

Çubuk veya tel takviyeli tamamen gerilmiş kesitli ve çapı 3 mm veya daha az tel takviyeli kısmen sıkıştırılmış kesitli, sıvı veya gaz basıncı altındaki öngerilmeli elemanlar (tanklar, basınçlı borular vb.) Birinci kategorilerin gereksinimleri. Yapının koşullarına ve donatı tipine bağlı olarak diğer öngerilmeli elemanlar ikinci veya üçüncü kategorinin gerekliliklerini karşılamalıdır.

Çatlak direncini hesaplarken yükleri hesaba katma prosedürü, çatlak direnci gereksinimleri kategorisine bağlıdır: birinci kategorinin gereksinimleri için hesaplama, yük için güvenlik faktörü olan tasarım yüklerine göre yf>l (olduğu gibi) yapılır. mukavemet hesaplamaları); ikinci ve üçüncü kategorideki gereksinimler için hesaplama, V/=b katsayılı yüklerin etkisi altında yapılır. Gereksinimler için kısa süreli çatlak açılmasının kontrol edilmesi ihtiyacını belirlemek amacıyla çatlak oluşumunun hesaplanması; ikinci kategoride, yf>U katsayılı tasarım yüklerinin etkisi için hesaplama yapılır; ihtiyacı belirlemek için çatlak oluşumunun hesaplanması, üçüncü kategorinin gereklilikleri kapsamında çatlak açılmasına yönelik testler, eylem kapsamında gerçekleştirilir. Y/-1 katsayısına sahip yüklerin sayısı. Çatlama direnci hesaplanırken özel yükler hariç tüm yüklerin birleşik etkisi dikkate alınır. Çatlakların yıkıcı bir duruma yol açtığı durumlarda çatlak oluşumunun hesaplanmasında özel yükler dikkate alınır. İkinci kategorinin gereklilikleri kapsamında çatlakların kapatılmasına yönelik hesaplama, y/-1 katsayılı sabit ve uzun süreli yüklerin etkisi altında gerçekleştirilir. Yükleri dikkate alma prosedürü tabloda verilmiştir. P.Z. Donatıdan beton 1P'ye gerilim aktarım bölgesinin uzunluğu içindeki öngerilmeli elemanların uç kısımlarında, Y/ katsayısı ile hesaplamaya dahil edilen tüm yüklerin (özel olanlar hariç) birleşik etkisi altında çatlak oluşumuna izin verilmez. =L. BU gereklilik, elemanların uç kısımlarında betonda erken çatlak oluşmasının, donatıların yük altında betondan çekilmesine ve ani tahribata yol açabilmesinden kaynaklanmaktadır.

artan sapmalar. Bu çatlakların etkisi yapısal hesaplamalarda dikkate alınır. Çoklu tekrarlanan yük koşulları altında çalışan ve dayanıklılık için tasarlanmış elemanlarda bu tür çatlakların oluşmasına izin verilmez.

Birinci grubun sınır durumları. Mukavemet hesaplamaları gerilim-gerinim durumunun III. aşamasına dayanmaktadır. Çalışma koşulları katsayısı dikkate alınarak, tasarım yüklerinden gelen kuvvetler, malzemelerin tasarım direncinde bölüm tarafından algılanan kuvvetleri aşmıyorsa, yapının kesiti gerekli dayanıma sahiptir. Tasarım yüklerinden (T) kaynaklanan kuvvet (örneğin bükülme momenti veya boyuna kuvvet), standart yüklerin, güvenilirlik faktörlerinin ve diğer C faktörlerinin (tasarım şeması, dinamik katsayı vb.) bir fonksiyonudur.

İkinci grubun sınır durumları. Elemanın boyuna eksenine normal ve eğimli çatlak oluşumunun hesaplanması, birinci kategorinin gerekliliklerine tabi olan elemanların çatlak direncini kontrol etmek ve ayrıca elemanlarda çatlakların görünüp görünmediğini belirlemek için yapılır. çatlama direnci ikinci ve üçüncü kategorilerin şartlarına tabidir. Yüklerin etkisinden kaynaklanan T kuvveti (bükülme momenti veya boyuna kuvvet), elemanın kesiti tarafından emilebilen TSgs kuvvetini aşmazsa, uzunlamasına eksene dik çatlakların görünmediğine inanılmaktadır.

Betondaki ana çekme gerilmelerinin hesaplanan değerleri aşmaması durumunda elemanın boyuna eksenine eğimli çatlakların oluşmadığına inanılmaktadır,

Boyuna eksene göre normal ve eğimli çatlak açıklığının hesaplanması, çekme donatı seviyesinde çatlakların açılma genişliğinin belirlenmesi ve bunun maksimum açılma genişliği ile karşılaştırılmasından oluşur. Maksimum çatlak açılma genişliğine ilişkin veriler tabloda verilmiştir. II.3.

Yer değiştirmelere dayalı hesaplama, bir elemanın yükler nedeniyle sapmasını belirlemek, bunların etki süresini hesaba katmak ve bunu maksimum sapma ile karşılaştırmaktan oluşur.

Limit sapmaları çeşitli gereksinimlere göre belirlenir: vinçlerin, teknolojik tesislerin, makinelerin vb. normal çalışması nedeniyle teknolojik; deformasyonları sınırlayan komşu elemanların etkisi, belirli eğimlere dayanma ihtiyacı vb. nedeniyle yapısal; estetik.

Öngerilmeli elemanların maksimum sehimi, eğer teknolojik veya tasarım gereklilikleri ile sınırlı değilse, sehimin yüksekliği kadar arttırılabilir.

Sapmaların hesaplanmasında yüklerin dikkate alınmasına ilişkin prosedür şu şekilde oluşturulmuştur: teknolojik veya tasarım gereklilikleri ile sınırlandırıldığında - sabit, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerin etkisi için; estetik gereksinimlerle sınırlı olduğunda - sabit ve uzun süreli yüklerin etkisiyle. Bu durumda yük güvenirlik faktörü Yf olarak alınır.

Standartların çeşitli betonarme elemanlar için belirlediği maksimum sehimler Tablo II.4'te verilmektedir. Konsol çıkıntısına bağlı olarak konsolların maksimum sehimlerinin iki kat daha büyük olduğu varsayılmaktadır.

Ek olarak, bitişik elemanlara bağlı olmayan betonarme döşeme levhaları, merdiven basamakları, sahanlıklar vb. için ek bir stabilite hesabı yapılmalıdır: 1000 N'lik kısa süreli konsantre yükten en elverişsiz olan ek sapma. uygulama şeması 0,7 mm'yi geçmemelidir.

1. Yöntemin özü

Sınır durumlara dayalı yapıların hesaplanması yöntemi, yıkıcı kuvvetlere dayalı hesaplama yönteminin daha da geliştirilmesidir. Bu yöntemi kullanarak hesaplama yaparken, yapıların sınırlayıcı durumları açıkça belirlenir ve en olumsuz yük kombinasyonları altında ve mukavemet özelliklerinin en düşük değerlerinde bu durumların başlangıcına karşı yapıyı garanti eden bir tasarım katsayıları sistemi tanıtılır. malzemelerden.

Yıkım aşamaları, ancak yapının yük altındaki güvenliği, tek bir sentezleyici güvenlik faktörü ile değil, bir tasarım katsayıları sistemi ile değerlendirilir. Limit durum yöntemi kullanılarak tasarlanan ve hesaplanan yapılar bir miktar daha ekonomiktir.

2. İki grup sınır durumu

Sınır durumları, yapıların çalışma sırasında kendilerine uygulanan gereksinimleri artık karşılamadığı, yani dış yüklere ve etkilere dayanma yeteneğini kaybettiği veya kabul edilemez hareketlere veya yerel hasara maruz kaldığı durumlar olarak kabul edilir.

Betonarme yapılar iki grup sınır durum için hesaplama gerekliliklerini karşılamalıdır: taşıma kapasitesi için - ilk sınır durum grubu; normal çalışmaya uygunluk açısından - ikinci sınır durumları grubu.

yapının şeklinin stabilitesi kaybı (ince duvarlı yapıların stabilitesinin hesaplanması vb.) veya konumu (istinat duvarlarının devrilme ve kaymasının hesaplanması, eksantrik olarak yüklenen yüksek temeller; gömülü veya yer altı tanklarının yükselişinin hesaplanması) , vesaire.);

yorulma hatası (tekrarlanan hareketli veya titreşimli yüklerin etkisi altındaki yapıların dayanıklılığının hesaplanması: vinç kirişleri, traversler, çerçeve temelleri ve dengesiz makineler için zeminler, vb.);

kuvvet faktörlerinin ve dış ortamın olumsuz etkilerinin (agresif bir ortama periyodik veya sürekli maruz kalma, dönüşümlü donma ve çözülme, vb.) birleşik etkisinden kaynaklanan yıkım.

İkinci grubun sınır durumlarına dayalı hesaplamalar aşağıdakileri önlemek için yapılır:

aşırı veya uzun süreli çatlak açılmasının oluşması (çalışma koşullarına göre çatlakların oluşmasına veya uzun süreli açılmasına izin veriliyorsa);

aşırı hareketler (sapma, dönme açıları, çarpık açılar ve titreşim genlikleri).

Yapının bir bütün olarak sınır durumlarının yanı sıra bireysel elemanları veya parçalarının hesaplanması tüm aşamalarda gerçekleştirilir: imalat, nakliye, kurulum ve işletme; bu durumda tasarım şemaları, benimsenen tasarım kararlarına ve listelenen aşamaların her birine karşılık gelmelidir.

3. Hesaplama faktörleri

Tasarım faktörleri - betonun ve donatının yükleri ve mekanik özellikleri (çekme mukavemeti, akma mukavemeti) - istatistiksel değişkenliğe sahiptir (değerlerin dağılımı). Yükler ve darbeler, belirtilen ortalama değerleri aşma olasılığından farklı olabilir ve malzemelerin mekanik özellikleri, belirtilen ortalama değerlerin düşme olasılığından farklı olabilir. Sınır durumlarına yönelik hesaplamalar, yüklerin istatistiksel değişkenliğini ve malzemelerin mekanik özelliklerini, istatistiksel olmayan nitelikteki faktörleri ve beton ve takviyenin çalışması, elemanların üretimi ve çalıştırılması için çeşitli elverişsiz veya uygun fiziksel, kimyasal ve mekanik koşulları dikkate alır. binalar ve yapılar. Yükler, malzemelerin mekanik özellikleri ve tasarım katsayıları normalleştirilmiştir.

Yük değerleri, beton direnci ve donatı SNiP “Yükler ve Etkiler” ve “Beton ve Betonarme Yapılar” bölümlerine göre belirlenir.

4. Yüklerin sınıflandırılması. Standart ve tasarım yükleri

Etki süresine bağlı olarak yükler kalıcı ve geçici olarak ayrılır. Geçici yükler ise uzun vadeli, kısa vadeli ve özel olarak ayrılır.

Binaların ve yapıların taşıyıcı ve kapalı yapılarının ağırlığından, toprak kütlesi ve basıncından ve betonarme yapıların öngerilme etkisinden kaynaklanan yükler sabittir.

Uzun süreli yükler, zeminlerdeki sabit ekipmanların (makineler, aparatlar, motorlar, tanklar vb.) ağırlığından kaynaklanır; kaplardaki gazların, sıvıların, granüler cisimlerin basıncı; depolar, buzdolapları, arşivler, kütüphaneler ve benzeri bina ve yapılardaki yükler; konut binaları, ofis ve ev binalarında standartların belirlediği geçici yükün bir kısmı; sabit ekipmanlardan kaynaklanan uzun vadeli sıcaklık teknolojik etkileri; bir tavan vincinden veya bir tavan vincinden gelen yükler, aşağıdaki faktörlerle çarpılır: orta hizmet tipi vinçler için 0,5 ve ağır hizmet tipi vinçler için 0,7; III-IV iklim bölgeleri için 0,3-0,6 katsayılı kar yükleri. Belirtilen vinç değerleri, bazı geçici ve kar yükleri, tam değerlerinin bir parçasını oluşturur ve bu tür yüklerin yer değiştirme, deformasyon ve çatlak oluşumu üzerindeki etkisinin süresi dikkate alınarak hesaplamaya girilir. Bu yüklerin tam değerleri kısa vadelidir.

Kısa süreli yükler, ekipman bakım ve onarım alanlarındaki - geçitlerdeki ve ekipmansız diğer alanlardaki insanların, parçaların, malzemelerin ağırlığından kaynaklanır; konut ve kamu binalarının zeminlerindeki yükün bir kısmı; yapısal elemanların imalatı, nakliyesi ve montajı sırasında ortaya çıkan yükler; binaların ve yapıların inşaatında veya işletilmesinde kullanılan tavan ve tavan vinçlerinden kaynaklanan yükler; kar ve rüzgar yükleri; sıcaklık iklim etkileri.

Özel yükler arasında sismik ve patlayıcı etkiler; ekipmanın arızalanması veya bozulmasından ve teknolojik süreçteki ani bir kesintiden kaynaklanan yükler (örneğin, sıcaklıkta keskin bir artış veya azalma vb.); toprağın yapısında radikal bir değişikliğin eşlik ettiği tabanın düzensiz deformasyonlarının etkileri (örneğin, ıslanma sırasında çöken toprakların deformasyonu veya çözülme sırasında permafrost toprakları) vb.

Standart yükler, önceden belirlenmiş ortalama değerleri aşma olasılığına veya nominal değerlere dayalı olarak standartlar tarafından belirlenir. Standart kalıcı yükler, geometrik ve yapısal parametrelerin tasarım değerleri ve ortalama yoğunluk değerleri esas alınarak alınır. Standart geçici teknolojik ve kurulum yükleri normal çalışma için sağlanan en yüksek değerlere ayarlanmıştır; kar ve rüzgar - yıllık olumsuz değerlerin ortalamasına göre veya tekrarlarının belirli bir ortalama süresine karşılık gelen olumsuz değerlere göre.

Yapıların mukavemet ve kararlılık açısından hesaplanmasına yönelik tasarım yükleri, standart yükün, genellikle birden büyük olan, örneğin g=gnyf olan yük güvenirlik faktörü Vf ile çarpılmasıyla belirlenir. Beton ve betonarme yapıların ağırlığına bağlı güvenilirlik faktörü Yf = M; Fabrikada yapılan hafif agregalı (ortalama yoğunluğu 1800 kg/m3 veya daha az olan) ve çeşitli şaplar, dolgular, yalıtım malzemeleri içeren betondan yapılmış yapıların ağırlığına göre, Yf = l.2, kurulum sırasında yf = \.3 ; değerlerine bağlı olarak çeşitli geçici yüklerden yf = it 2. 1.4. Yüzmeye, devrilmeye ve kaymaya karşı konumun stabilitesi hesaplanırken ve ayrıca kütledeki azalmanın yapının çalışma koşullarını kötüleştirdiği diğer durumlarda yapıların ağırlığından gelen aşırı yük katsayısı 7f = 0,9 olarak alınır. İnşaat aşamasında yapılar hesaplanırken hesaplanan kısa süreli yükler 0,8 kat ile çarpılır. Deformasyonlara ve yer değiştirmelere (ikinci grup sınır durumları için) dayalı yapıların hesaplanması için tasarım yükleri, Yf -1- katsayısı ile standart değerlere eşit olarak alınır.

Yüklerin kombinasyonu. Hesaplama esnek olmayan bir şema kullanılarak yapılıyorsa, yapılar çeşitli yük kombinasyonları veya bunlara karşılık gelen kuvvetler için tasarlanmalıdır. Dikkate alınan yüklerin bileşimine bağlı olarak aşağıdakiler ayırt edilir: sabit, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerden veya düşük voltajlı yüklerden kaynaklanan kuvvetlerden oluşan ana kombinasyonlar; sabit, uzun vadeli, olası kısa vadeli ve bunlardan kaynaklanan özel yüklerden veya çabalardan oluşan özel kombinasyonlar.

Temel yük kombinasyonlarının tüm grupları dikkate alınır. Birinci grubun ana kombinasyonları için yapılar hesaplanırken sabit, uzun vadeli ve bir kısa vadeli yükler dikkate alınır; İkinci grubun ana kombinasyonları için yapılar hesaplanırken sabit, uzun vadeli ve iki (veya daha fazla) kısa vadeli yükler dikkate alınır; kısa vadeli değerler ise

yükler veya karşılık gelen kuvvetler 0,9'a eşit bir kombinasyon katsayısı ile çarpılmalıdır.

Özel kombinasyonlar için yapılar hesaplanırken, sismik bölgelerdeki binalar ve yapılar için tasarım standartlarında belirtilen durumlar dışında, kısa süreli yüklerin veya karşılık gelen kuvvetlerin değerleri 0,8'e eşit bir kombinasyon faktörü ile çarpılmalıdır.

Standartlar ayrıca yüklü zeminin alanına bağlı olarak kiriş ve traverslerin hesaplanmasında geçici yüklerin azaltılmasına da olanak tanır.

5. Bina ve yapıların sorumluluk derecesi

Yapıların sınır durumlara ulaşması durumunda bina ve yapıların sorumluluk derecesi, maddi ve toplumsal zararın miktarına göre belirlenir. Yapıları tasarlarken, değeri binaların veya yapıların sorumluluk sınıfına bağlı olan üniter girişimin amacına yönelik güvenilirlik katsayısı dikkate alınmalıdır. Yük taşıma kapasitesinin maksimum değerleri, hesaplanan direnç değerleri, maksimum deformasyon değerleri, çatlak açıklıkları, amaçlanan amaç için güvenilirlik katsayısına veya yüklerin, kuvvetlerin hesaplanan değerlerine veya hesaplanan değerlere bölünmelidir. diğer etkiler bu katsayı ile çarpılmalıdır.

Prefabrik betonarme ürün fabrikalarında gerçekleştirilen deneysel çalışmalar, ağır beton ve gözenekli agregalar üzerindeki beton için V varyasyon katsayısının olduğunu göstermiştir.

Standartlarda kabul edilen 0,135'tir.

Matematiksel istatistiklerde pa veya ni kullanılarak, B'den daha düşük geçici direnç değerlerinin tekrarlanma olasılığı tahmin edilir. x = 1,64 alırsak, değerlerin tekrarlanması muhtemeldir.<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.

Eksenel çekme dayanımı açısından beton sınıfını izlerken, betonun eksenel çekme dayanımı Rbtn'ye karşı standart direnci, garanti edilen dayanımına (sınıf) eşit olarak alınır. eksenel gerginlik.

Birinci grup sınır durumları için hesaplamalar için betonun tasarım dirençleri, standart dirençlerin, sıkıştırma yc = 1,3 prn, gerilim ^ = 1,5 ve çekme mukavemeti yy = \.3 izlendiğinde beton için karşılık gelen güvenilirlik katsayılarına bölünmesiyle belirlenir. . Betonun eksenel basınca karşı tasarım direnci

B50, B55, B60 sınıflarındaki ağır betonun hesaplanan basınç dayanımı, yüksek mukavemetli betonun mekanik özelliklerinin özelliğini (sürünme deformasyonlarının azaltılması), sırasıyla 0,95'e eşit olan katsayılarla çarpılır; 0,925 ve 0,9.

Hesaplanan beton dayanım değerleri yuvarlatılmış olarak ekte verilmiştir. BEN.

Yapısal elemanları hesaplarken, betonun Rb ve Rbt tasarım dirençleri azaltılır ve bazı durumlarda betonun özelliklerinin özellikleri dikkate alınarak betonun uc çalışma koşullarının karşılık gelen katsayıları ile çarpılarak arttırılır: yük ve tekrarlanan tekrarı; yapının koşulları, niteliği ve çalışma aşaması; üretim yöntemi, kesit boyutları vb.

Donatı betona bağlandığında, birinci grup sınır durumları için yapıların hesaplanmasında kullanılan donatı Rsc'nin hesaplanan basınç direnci, donatı Rs'nin karşılık gelen hesaplanan çekme direncine eşit alınır, ancak 400'den fazla değildir. MPa (beton küvetin nihai sıkıştırılabilirliğine dayalıdır). Uzun süreli yük etkisi altında betonun tasarım direncinin varsayıldığı yapıları hesaplarken, çalışma koşulları katsayısı y&2 dikkate alınarak

Yapısal elemanları hesaplarken, donatının tasarım dirençleri azaltılır veya bazı durumlarda, gerilmelerin eşit olmayan dağılımı nedeniyle mukavemet özelliklerinin eksik kullanılması olasılığı dikkate alınarak, ilgili çalışma koşulları katsayıları ySi ile çarpılarak arttırılır. kesit, betonun düşük mukavemeti, ankraj koşulları ve kıvrımların varlığı, çeliğin çekme diyagramının niteliği, yapının çalışma koşullarına bağlı olarak özelliklerinin değişmesi vb.

Enine kuvvetin etkisi altındaki elemanları hesaplarken, enine donatının tasarım direnci, eğimli bölümün uzunluğu boyunca donatıdaki gerilimlerin eşit olmayan dağılımını hesaba katan çalışma koşulları katsayısı -um^OD'nin eklenmesiyle azaltılır. Ek olarak, BP-I sınıfı telden kaynaklı enine takviye ve A-III sınıfı çubuk takviyesi için, kelepçelerin kaynaklı bağlantısının gevrek kırılma olasılığı dikkate alınarak Vs2 = 0,9 katsayısı eklenmiştir. Enine kuvvet Rsw hesaplanırken, yst katsayıları dikkate alınarak hesaplanan enine donatı dirençlerinin değerleri tabloda verilmiştir. 1 ve 2 adj. V.

Ek olarak, hesaplanan Rs, Rsc ve Rsw dirençleri çalışma koşulları katsayıları ile çarpılmalıdır: Ys3, 7*4 - tekrarlanan yük uygulamasıyla (bkz. Bölüm VIII); ysb^lx/lp veya uz

1x/1ap - stres iletim bölgesinde ve öngerilmesiz takviyenin ankrajsız ankraj bölgesinde; 7^6 - Nominal akma dayanımının üzerindeki gerilimlerde yüksek dayanımlı donatı ile çalışırken (7o.2.

İkinci grup sınır durumlara ilişkin hesaplamalar için takviyenin tasarım dirençleri, takviye için 7s = 1'lik bir güvenilirlik faktörüne ayarlanır; Rs,ser=Rsn standart değerlerine eşit alınır ve donatı çalışma koşulları katsayısı ile hesaplamaya dahil edilir.

Betonarme bir yapının çatlak direnci, gerilme-gerinim durumunun I. aşamasında çatlak oluşumuna karşı gösterdiği direnç veya gerilme-gerinim durumunun II. aşamasında çatlak açılmasına karşı gösterdiği dirençtir.

Hesaplarken, kullanılan donatı tipine bağlı olarak betonarme bir yapının veya parçalarının çatlama direncine farklı gereksinimler getirilir. Bu gereklilikler normal çatlaklar ve elemanın boyuna eksenine eğimli çatlaklar için geçerlidir ve üç kategoriye ayrılır:

Sabit, uzun süreli ve kısa süreli yükler altında çatlakların açılması kısa ömürlü kabul edilir; Sadece sabit ve uzun süreli yüklerin etkisi altında çatlakların açılmasının uzun ömürlü olduğu kabul edilir. Binaların normal çalışmasını, donatının korozyon direncini ve yapının dayanıklılığını sağlayan, çatlak direnci gereksinimleri kategorisine bağlı olarak maksimum çatlak açılma genişliği (isgs\ - kısa süreli ve asgs2 uzun süreli) 0,05-0,05'i geçmemelidir. 0,4 mm (Tablo II .2).

Çubuk veya tel takviyeli tamamen gerilmiş kesitli ve çapı 3 mm veya daha az tel takviyeli kısmen sıkıştırılmış kesitli, sıvı veya gaz basıncı altındaki öngerilmeli elemanlar (tanklar, basınçlı borular vb.) Birinci kategorilerin gereksinimleri. Yapının koşullarına ve donatı tipine bağlı olarak diğer öngerilmeli elemanlar ikinci veya üçüncü kategorinin gerekliliklerini karşılamalıdır.

Çatlak direncini hesaplarken yükleri hesaba katma prosedürü, çatlak direnci gereksinimleri kategorisine bağlıdır: birinci kategorinin gereksinimleri için hesaplama, yük için güvenlik faktörü olan tasarım yüklerine göre yf>l (olduğu gibi) yapılır. mukavemet hesaplamaları); ikinci ve üçüncü kategorideki gereksinimler için hesaplama, V/=b katsayılı yüklerin etkisi altında yapılır. Gereksinimler için kısa süreli çatlak açılmasının kontrol edilmesi ihtiyacını belirlemek amacıyla çatlak oluşumunun hesaplanması; ikinci kategoride, yf>U katsayılı tasarım yüklerinin etkisi için hesaplama yapılır; ihtiyacı belirlemek için çatlak oluşumunun hesaplanması, üçüncü kategorinin gereklilikleri kapsamında çatlak açılmasına yönelik testler, eylem kapsamında gerçekleştirilir. Y/-1 katsayısına sahip yüklerin sayısı. Çatlama direnci hesaplanırken özel yükler hariç tüm yüklerin birleşik etkisi dikkate alınır. Çatlakların yıkıcı bir duruma yol açtığı durumlarda çatlak oluşumunun hesaplanmasında özel yükler dikkate alınır. İkinci kategorinin gereklilikleri kapsamında çatlakların kapatılmasına yönelik hesaplama, y/-1 katsayılı sabit ve uzun süreli yüklerin etkisi altında gerçekleştirilir. Yükleri dikkate alma prosedürü tabloda verilmiştir. P.Z. Donatıdan beton 1P'ye gerilim aktarım bölgesinin uzunluğu dahilindeki öngerilmeli elemanların uç kısımlarında, Y/ katsayısı ile hesaplamaya dahil edilen tüm yüklerin (özel olanlar hariç) birleşik etkisi altında çatlak oluşumuna izin verilmez. =L. BU gereklilik, elemanların uç kısımlarında betonda erken çatlak oluşmasının, donatıların yük altında betondan çekilmesine ve ani tahribata yol açabilmesinden kaynaklanmaktadır.

artan sapmalar. Bu çatlakların etkisi yapısal hesaplamalarda dikkate alınır. Çoklu tekrarlanan yük koşulları altında çalışan ve dayanıklılık için tasarlanmış elemanlarda bu tür çatlakların oluşmasına izin verilmez.

Birinci grubun sınır durumları. Mukavemet hesaplamaları gerilim-gerinim durumunun III. aşamasına dayanmaktadır. Çalışma koşulları katsayısı dikkate alınarak, tasarım yüklerinden gelen kuvvetler, malzemelerin tasarım direncinde bölüm tarafından algılanan kuvvetleri aşmıyorsa, yapının kesiti gerekli dayanıma sahiptir. Tasarım yüklerinden (T) kaynaklanan kuvvet (örneğin bükülme momenti veya boyuna kuvvet), standart yüklerin, güvenilirlik faktörlerinin ve diğer C faktörlerinin (tasarım şeması, dinamik katsayı vb.) bir fonksiyonudur.

İkinci grubun sınır durumları. Elemanın boyuna eksenine normal ve eğimli çatlak oluşumunun hesaplanması, birinci kategorinin gerekliliklerine tabi olan elemanların çatlak direncini kontrol etmek ve ayrıca elemanlarda çatlakların görünüp görünmediğini belirlemek için yapılır. çatlama direnci ikinci ve üçüncü kategorilerin şartlarına tabidir. Yüklerin etkisinden kaynaklanan T kuvveti (bükülme momenti veya boyuna kuvvet), elemanın kesiti tarafından emilebilen TSgs kuvvetini aşmazsa, uzunlamasına eksene dik çatlakların görünmediğine inanılmaktadır.

Betondaki ana çekme gerilmelerinin hesaplanan değerleri aşmaması durumunda elemanın boyuna eksenine eğimli çatlakların oluşmadığına inanılmaktadır,

Boyuna eksene göre normal ve eğimli çatlak açıklığının hesaplanması, çekme donatı seviyesinde çatlakların açılma genişliğinin belirlenmesi ve bunun maksimum açılma genişliği ile karşılaştırılmasından oluşur. Maksimum çatlak açılma genişliğine ilişkin veriler tabloda verilmiştir. II.3.

Yer değiştirmelere dayalı hesaplama, bir elemanın yükler nedeniyle sapmasını belirlemek, bunların etki süresini hesaba katmak ve bunu maksimum sapma ile karşılaştırmaktan oluşur.

Limit sapmaları çeşitli gereksinimlere göre belirlenir: vinçlerin, teknolojik tesislerin, makinelerin vb. normal çalışması nedeniyle teknolojik; deformasyonları sınırlayan komşu elemanların etkisi, belirli eğimlere dayanma ihtiyacı vb. nedeniyle yapısal; estetik.

Öngerilmeli elemanların maksimum sehimi, eğer teknolojik veya tasarım gereklilikleri ile sınırlı değilse, sehimin yüksekliği kadar arttırılabilir.

Sapmaların hesaplanmasında yüklerin dikkate alınmasına ilişkin prosedür şu şekilde oluşturulmuştur: teknolojik veya tasarım gereklilikleri ile sınırlandırıldığında - sabit, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerin etkisi için; estetik gereksinimlerle sınırlı olduğunda - sabit ve uzun süreli yüklerin etkisiyle. Bu durumda yük güvenirlik faktörü Yf olarak alınır.

Standartların çeşitli betonarme elemanlar için belirlediği maksimum sehimler Tablo II.4'te verilmektedir. Konsol çıkıntısına bağlı olarak konsolların maksimum sehimlerinin iki kat daha büyük olduğu varsayılmaktadır.

Ek olarak, bitişik elemanlara bağlı olmayan betonarme döşeme levhaları, merdiven basamakları, sahanlıklar vb. için ek bir stabilite hesabı yapılmalıdır: 1000 N'lik kısa süreli konsantre yükten en elverişsiz olan ek sapma. uygulama şeması 0,7 mm'yi geçmemelidir.

Limit durumu hesaplama yöntemi

Limit durumu hesaplama yöntemi

Bu yöntemi kullanarak hesaplama yaparken yapı, tasarım sınır durumunda dikkate alınır. Tasarım sınır durumu, yapının kendisine dayatılan operasyonel gereklilikleri karşılamayı bıraktığı, yani dış etkilere dayanma yeteneğini kaybettiği veya kabul edilemez deformasyon veya yerel hasar aldığı yapının durumu olarak kabul edilir.

Çelik yapılar için iki tasarım sınır durumu belirlenmiştir:

1. Yük taşıma kapasitesi (mukavemet, stabilite veya dayanıklılık) tarafından belirlenen ilk tasarım sınır durumu; tüm çelik yapılar bu sınır durumunu karşılamalıdır;
2. aşırı deformasyonların (sapma ve yer değiştirme) gelişmesiyle belirlenen ikinci tasarım sınır durumu; Bu sınırlayıcı durum, deformasyonların büyüklüğünün bunların çalışma olasılığını sınırlayabildiği yapılar tarafından karşılanmalıdır.

Hesaplanan ilk limit durumu eşitsizlikle ifade edilir

burada N, en elverişsiz kombinasyondaki tasarım yükleri P'nin etkilerinin toplamından yapıdaki tasarım kuvvetidir;

F, yapının geometrik boyutlarının, R malzemesinin tasarım direncinin ve çalışma koşulları katsayısı m'nin bir fonksiyonu olan yapının yük taşıma kapasitesidir.

Yapıların normal çalışması sırasında izin verilen standartlar (SNiP) tarafından belirlenen maksimum yüklere standart yükler Rn denir (bkz. Ek I, Yükler ve ön yükleme faktörleri).

Yapının hesaplandığı tasarım yükleri P (sınır durumuna göre), normatif olanlardan biraz daha yüksek olarak alınır. Tasarım yükü, olası yük değişkenliği nedeniyle yükün standart değere göre aşılması tehlikesi dikkate alınarak, standart yükün aşırı yük faktörü n (birlikten büyük) ile çarpımı olarak tanımlanır:

P katsayılarının değerleri, Standart ve tasarım yükleri, aşırı yük faktörleri tablosunda verilmiştir.

Bu nedenle yapılar operasyonel (standart) yüklerden ziyade tasarım yüklerinin etkisi altında kabul edilmektedir. Bir yapıdaki tasarım yüklerinin etkisinden, malzemelerin ve yapı mekaniğinin genel direnç kurallarına göre bulunan tasarım kuvvetleri (eksenel kuvvet N veya moment M) belirlenir.

Ana denklemin sağ tarafı (1.I)- F yapısının yük taşıma kapasitesi - malzemenin mekanik özellikleri ile karakterize edilen ve standart direnç R n olarak adlandırılan malzemenin kuvvet etkilerine karşı maksimum direncine ve ayrıca bölümün geometrik özelliklerine (kesitsel) bağlıdır. alan F, direnç momenti W, vb.).

Yapı çeliği için standart direncin akma dayanımına eşit olduğu varsayılır,

(en yaygın yapı çeliği sınıfı için St. 3 σ t = 2.400 kg/cm2).

R çeliğinin tasarım direnci, standart direnç ile tekdüzelik katsayısı k (birlikten daha az) ile çarpılan standart dirence eşit bir voltaj olarak alınır; bu, malzemenin direncinde standart değere kıyasla azalma riski dikkate alınır. malzemenin mekanik özelliklerindeki değişkenlik

Sıradan düşük karbonlu çelikler için k = 0,9 ve yüksek kaliteli çelikler (düşük alaşımlı) için k = 0,85.

Böylece hesaplanan direnç R- Yapı için sınır değer olarak kabul edilen, malzemenin akma dayanımının mümkün olan en düşük değerine eşit bir gerilimdir.

Ayrıca yapının güvenliği için yapının çalışma özelliklerinden kaynaklanan normal koşullardan olası tüm sapmaların (örneğin, korozyonun artmasına neden olan koşullar vb.) dikkate alınması gerekir. Bunu yapmak için, çoğu yapı ve bağlantı için birliğe eşit olarak alınan çalışma koşulları katsayısı m tanıtılmıştır (bkz. Çalışma Koşulları Katsayıları m ek).

Böylece ana tasarım denklemi (1.I) aşağıdaki forma sahip olacaktır:

• Eksenel kuvvetlerin veya momentlerin etkisi altında bir yapıyı dayanıklılık açısından test ederken

burada N ve M, hesaplanan yüklerden hesaplanan eksenel kuvvetler veya momentlerdir (aşırı yük faktörleri dikkate alınarak); F nt - net kesit alanı (eksi delikler); W nt - ağ bölümünün direnç momenti (eksi delikler);

• yapıyı stabilite açısından kontrol ederken

burada F br ve W br - brüt bölümün alanı ve direnç momenti (delikler çıkarılmadan); φ ve φ b, tasarım direncini kararlı dengeyi sağlayan değerlere düşüren katsayılardır.

Genellikle, amaçlanan yapıyı hesaplarken, önce elemanın kesiti seçilir ve ardından tasarım kuvvetlerinden kaynaklanan stres kontrol edilir; bu, tasarım direncinin çalışma koşulları katsayısı ile çarpımını aşmamalıdır.

Bu nedenle, (4.I) ve (5.I) formundaki formüllerle birlikte, bu formülleri hesaplanan gerilimler cinsinden çalışma biçiminde yazacağız, örneğin:

burada σ yapıdaki tasarım gerilimidir (tasarım yüklerine göre).

(8.I) ve (9.I) formüllerindeki φ ve φ b katsayılarını eşitsizliğin sağ tarafına kritik gerilmelere karşı hesaplanan direnci azaltan katsayılar olarak yazmak daha doğrudur. Ve sadece hesaplamaların ve sonuçların karşılaştırılmasında kolaylık olması açısından, bu formüllerin sol tarafındaki paydaya yazılırlar.

* Standart dirençlerin ve tekdüzelik katsayılarının değerleri “Bina Normları ve Kuralları” (SNiP) ile “Çelik Yapıların Tasarımı için Normlar ve Teknik Koşullar” (NiTU 121-55) bölümünde verilmiştir.

"Çelik yapıların tasarımı",

Birkaç voltaj kategorisi vardır: ana, yerel, ek ve dahili. Temel gerilmeler, dış yüklerin etkilerinin dengelenmesi sonucu gövde içerisinde gelişen gerilmelerdir; hesaplamada dikkate alınırlar. Güç akışı, örneğin kesitteki keskin bir değişiklik veya bir deliğin varlığı nedeniyle kesit üzerinde eşit olmayan şekilde dağıldığında, yerel bir gerilim yoğunlaşması meydana gelir. Ancak inşaat çeliği de dahil olmak üzere plastik malzemelerde…

İzin verilen gerilmeleri hesaplarken, yapının normal çalışması sırasında izin verilen yüklerin, yani standart yüklerin etkisi altında yapı, çalışma koşulunda dikkate alınır. Yapının sağlamlığının koşulu, yapıdaki standart yüklerden kaynaklanan gerilimlerin, bina çeliği için kabul edilen malzemenin maksimum geriliminin belirli bir kısmını temsil eden, standartlar tarafından belirlenen izin verilen gerilimleri aşmamasıdır....

Limit durum hesaplama yöntemi - Çelik yapıların hesaplanması için metodoloji - Tasarım temelleri - Çelik yapıların tasarımı

İki grup limit durumu

Sınır durumları, yapıların çalışma sırasında kendilerine uygulanan gereksinimleri artık karşılamadığı, yani dış yüklere ve etkilere dayanma yeteneğini kaybettiği veya kabul edilemez hareketlere veya yerel hasara maruz kaldığı durumlar olarak kabul edilir.

Betonarme yapılar iki grup sınır durum için hesaplama gerekliliklerini karşılamalıdır: taşıma kapasitesi için - ilk sınır durum grubu; normal çalışmaya uygunluk açısından - ikinci sınır durumları grubu.

Birinci grubun sınır durumlarına dayalı hesaplama aşağıdakileri önlemek için yapılır:

Gevrek, viskoz veya başka türde bir başarısızlık (gerekirse yapının yıkımdan önce sapması dikkate alınarak mukavemet hesaplaması);

Yapının şeklinin stabilitesinin kaybı (ince duvarlı yapıların stabilitesinin hesaplanması vb.) veya konumu (istinat duvarlarının devrilme ve kaymasının hesaplanması, eksantrik olarak yüklenen yüksek temeller; gömülü veya yer altı tanklarının yükselişinin hesaplanması) , vesaire.);

Yorulma hatası (tekrarlanan hareketli veya titreşimli yüklerin etkisi altındaki yapıların dayanıklılığının hesaplanması: vinç kirişleri, traversler, çerçeve temelleri ve dengesiz makineler için zeminler, vb.);

Kuvvet faktörlerinin ve dış ortamın olumsuz etkilerinin (agresif bir ortama periyodik veya sürekli maruz kalma, dönüşümlü donma ve çözülme, vb.) birleşik etkisinden kaynaklanan tahribat.

İkinci grubun sınır durumlarına dayalı hesaplamalar aşağıdakileri önlemek için yapılır:

Çatlakların aşırı veya uzun süreli açılmasının oluşması (çalışma koşullarına göre çatlakların oluşmasına veya uzun süreli açılmasına izin veriliyorsa);

Aşırı hareketler (sapma, dönme açıları, çarpık açılar ve titreşim genlikleri).

Yapının bir bütün olarak sınır durumlarının yanı sıra bireysel elemanları veya parçalarının hesaplanması tüm aşamalarda gerçekleştirilir: imalat, nakliye, kurulum ve işletme; bu durumda tasarım şemaları, benimsenen tasarım kararlarına ve listelenen aşamaların her birine karşılık gelmelidir.

Tasarım faktörleri - betonun ve donatının yükleri ve mekanik özellikleri (çekme mukavemeti, akma mukavemeti) - istatistiksel değişkenliğe sahiptir (değerlerin dağılımı). Yükler ve darbeler, belirtilen ortalama değerleri aşma olasılığından farklı olabilir ve malzemelerin mekanik özellikleri, belirtilen ortalama değerlerin düşme olasılığından farklı olabilir. Sınır durumlarına yönelik hesaplamalar, yüklerin istatistiksel değişkenliğini ve malzemelerin mekanik özelliklerini, istatistiksel olmayan nitelikteki faktörleri ve beton ve takviyenin çalışması, elemanların üretimi ve çalıştırılması için çeşitli elverişsiz veya uygun fiziksel, kimyasal ve mekanik koşulları dikkate alır. binalar ve yapılar. Yükler, malzemelerin mekanik özellikleri ve tasarım katsayıları normalleştirilmiştir.

Yük değerleri, beton direnci ve donatı SNiP “Yükler ve Etkiler” ve “Beton ve Betonarme Yapılar” bölümlerine göre belirlenir.

Yüklerin sınıflandırılması. Standart ve tasarım yükleri

Etki süresine bağlı olarak yükler kalıcı ve geçici olarak ayrılır. Geçici yükler ise uzun vadeli, kısa vadeli ve özel olarak ayrılır.

Binaların ve yapıların taşıyıcı ve kapalı yapılarının ağırlığından, toprak kütlesi ve basıncından ve betonarme yapıların öngerilme etkisinden kaynaklanan yükler sabittir.

Uzun süreli yükler, zeminlerdeki sabit ekipmanların (makineler, aparatlar, motorlar, tanklar vb.) ağırlığından kaynaklanır; kaplardaki gazların, sıvıların, granüler cisimlerin basıncı; depolar, buzdolapları, arşivler, kütüphaneler ve benzeri bina ve yapılardaki yükler; konut binaları, ofis ve ev binalarında standartların belirlediği geçici yükün bir kısmı; sabit ekipmanlardan kaynaklanan uzun vadeli sıcaklık teknolojik etkileri; bir tavan vincinden veya bir tavan vincinden gelen yükler, aşağıdaki faktörlerle çarpılır: orta hizmet tipi vinçler için 0,5 ve ağır hizmet tipi vinçler için 0,7; III-IV iklim bölgeleri için 0,3-0,6 katsayılı kar yükleri. Belirtilen vinç değerleri, bazı geçici ve kar yükleri, tam değerlerinin bir parçasını oluşturur ve bu tür yüklerin yer değiştirme, deformasyon ve çatlak oluşumu üzerindeki etkisinin süresi dikkate alınarak hesaplamaya girilir. Bu yüklerin tam değerleri kısa vadelidir.

Kısa süreli yükler, ekipman bakım ve onarım alanlarındaki - geçitlerdeki ve ekipmansız diğer alanlardaki insanların, parçaların, malzemelerin ağırlığından kaynaklanır; konut ve kamu binalarının zeminlerindeki yükün bir kısmı; yapısal elemanların imalatı, nakliyesi ve montajı sırasında ortaya çıkan yükler; binaların ve yapıların inşaatında veya işletilmesinde kullanılan tavan ve tavan vinçlerinden kaynaklanan yükler; kar ve rüzgar yükleri; sıcaklık iklim etkileri.

Özel yükler arasında sismik ve patlayıcı etkiler; ekipmanın arızalanması veya bozulmasından ve teknolojik süreçteki ani bir kesintiden kaynaklanan yükler (örneğin, sıcaklıkta keskin bir artış veya azalma vb.); toprağın yapısında radikal bir değişikliğin eşlik ettiği tabanın düzensiz deformasyonlarının etkileri (örneğin, ıslanma sırasında çöken toprakların deformasyonu veya çözülme sırasında permafrost toprakları) vb.

Standart yükler, önceden belirlenmiş ortalama değerleri aşma olasılığına veya nominal değerlere dayalı olarak standartlar tarafından belirlenir. Standart sabit yükler, geometrik ve tasarım parametrelerinin tasarım değerlerine göre kabul edilir ve

Ortalama yoğunluk değerleri. Düzenleyici geçici; teknolojik ve kurulum yükleri normal çalışma için sağlanan en yüksek değerlere göre ayarlanır; kar ve rüzgar - yıllık olumsuz değerlerin ortalamasına göre veya tekrarlarının belirli bir ortalama süresine karşılık gelen olumsuz değerlere göre.

Yapıların mukavemet ve kararlılık açısından hesaplanmasına yönelik tasarım yükleri, standart yükün genellikle birden büyük olan yük güvenlik faktörü Yf ile çarpılmasıyla belirlenir; G= Gnyt. Beton ve betonarme yapıların ağırlığından kaynaklanan güvenilirlik faktörü Yf = M; Fabrikada yapılan hafif agregalı (ortalama yoğunluğu 1800 kg/m3 veya daha az) ve çeşitli şaplar, dolgular, yalıtım malzemeleri içeren betondan yapılmış yapıların ağırlığına göre, Yf = l.2, kurulum sırasında Yf = l>3 ; değerlerine bağlı olarak çeşitli geçici yüklerden Yf = l. 2.1.4. Yüzmeye, devrilmeye ve kaymaya karşı konumun stabilitesi hesaplanırken ve ayrıca kütledeki bir azalmanın yapının çalışma koşullarını kötüleştirdiği diğer durumlarda yapıların ağırlığından gelen aşırı yük katsayısının yf = 0,9 olduğu varsayılır. İnşaat aşamasında yapılar hesaplanırken hesaplanan kısa süreli yükler 0,8 kat ile çarpılır. Deformasyonlar ve yer değiştirmeler için yapıların hesaplanmasına yönelik tasarım yükleri (ikinci sınır durumları grubu için), Yf = l- katsayısı ile standart değerlere eşit olarak alınır.

Yüklerin kombinasyonu. Hesaplama esnek olmayan bir şema kullanılarak yapılıyorsa, yapılar çeşitli yük kombinasyonları veya bunlara karşılık gelen kuvvetler için tasarlanmalıdır. Dikkate alınan yüklerin bileşimine bağlı olarak aşağıdakiler ayırt edilir: sabit, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerden veya düşük voltajlı yüklerden kaynaklanan kuvvetlerden oluşan ana kombinasyonlar; sabit, uzun vadeli, olası kısa vadeli ve bunlardan kaynaklanan özel yüklerden veya çabalardan oluşan özel kombinasyonlar.

İki grup ana yük kombinasyonu dikkate alınmıştır. Birinci grubun ana kombinasyonları için yapılar hesaplanırken sabit, uzun vadeli ve bir kısa vadeli yükler dikkate alınır; İkinci grubun ana kombinasyonları için yapılar hesaplanırken sabit, uzun vadeli ve iki (veya daha fazla) kısa vadeli yükler dikkate alınır; bu durumda kısa süreli yüklerin veya bunlara karşılık gelen kuvvetlerin değerleri 0,9'a eşit bir kombinasyon katsayısı ile çarpılmalıdır.

Özel kombinasyonlar için yapılar hesaplanırken, sismik bölgelerdeki binalar ve yapılar için tasarım standartlarında belirtilen durumlar dışında, kısa süreli yüklerin veya karşılık gelen kuvvetlerin değerleri 0,8'e eşit bir kombinasyon faktörü ile çarpılmalıdır.

Azaltılmış yükler. Çok katlı binaların sütunlarını, duvarlarını ve temellerini hesaplarken, eşzamanlı hareket etme olasılık derecesi dikkate alınarak katlardaki geçici yükler bir faktörle çarpılarak azaltılabilir.

a - konut binaları, ofis binaları, yatakhaneler vb. için 0,3'e ve çeşitli odalar için 0,5'e eşit alındığında: okuma odaları, toplantılar, alışveriş odaları vb.; t, söz konusu bölümün üzerindeki yüklü katların sayısıdır.

Standartlar ayrıca yüklü zeminin alanına bağlı olarak kiriş ve traverslerin hesaplanmasında geçici yüklerin azaltılmasına da olanak tanır.

Betonarme

Prefabrik beton ve betonarme: özellikleri ve üretim yöntemleri

Geçen yüzyılın ortalarından beri SSCB'de endüstriyel teknolojiler aktif olarak gelişiyor ve inşaat sektörünün gelişimi çok sayıda farklı malzeme gerektiriyordu. Prefabrik betonarme icadı, ülke yaşamında bir tür teknik devrim haline geldi ...

DIY kazık sürücüsü

Bir kazık çakma veya kazık çakma, arka çamurluğu çıkarılmış (mekanikte arkadan çekişli), bir kriko üzerinde kaldırılmış ve tekerlek yerine yalnızca jantı kullanan bir araba kullanılarak organize edilebilir. Jantın etrafına bir kablo sarılacak - bu...

ENDÜSTRİYEL BİNALARIN YENİDEN İNŞAATI

1. Binaların yeniden inşasının görevleri ve yöntemleri Binaların yeniden inşası, üretimin genişletilmesi, teknolojik modernizasyon ile ilişkilendirilebilir. süreç, yeni ekipmanın kurulumu vb. Aynı zamanda, ilgili karmaşık mühendislik problemlerini çözmek de gereklidir ...

400 mm'den itibaren silindirler (düzleştirme makinesi) çapı.,

elektrikli gıda kurutucusu (akışlı),

konveyörler, konveyörler, helezonlar.

İki grup limit durumu

Limit durumlarına dayalı hesaplamaların temelleri. Katı kesitin yapısal elemanlarının hesaplanması.

Rusya'daki mevcut standartlara göre ahşap yapıların sınır durum yöntemi kullanılarak hesaplanması gerekmektedir.

Yapıların sınır durumları, işletme gereksinimlerini karşılamayı bıraktıkları durumlardır. Sınır durumuna yol açan dış neden kuvvet etkisidir (dış yükler, reaktif kuvvetler). Sınır durumlar, ahşap yapıların çalışma koşullarının yanı sıra malzemelerin kalitesi, boyutları ve özelliklerinin etkisi altında da ortaya çıkabilir. İki grup sınır durumu vardır:

1 – yük taşıma kapasitesi açısından (mukavemet, stabilite).

2 – deformasyonlarla (sapma, yer değiştirme).

Birinci grup sınır durumları, taşıma kapasitesi kaybı ve daha fazla çalışma için tamamen uygun olmama ile karakterize edilir. En sorumlu olanıdır. Ahşap yapılarda birinci grubun aşağıdaki sınır durumları meydana gelebilir: tahribat, stabilite kaybı, devrilme, kabul edilemez sürünme. Aşağıdaki koşullar yerine getirildiğinde bu sınır durumları oluşmaz:

onlar. normal stresler olduğunda ( σ ) ve kayma gerilimi ( τ ) belirli bir sınır değerini aşmamak R, tasarım direnci denir.

İkinci grup sınır durumları, yapıların veya yapıların çalışmasının zor olmasına rağmen tamamen dışlanmadığı özelliklerle karakterize edilir; tasarım yalnızca aşağıdakiler için uygunsuz hale gelir: normal operasyon. Bir yapının normal çalışmaya uygunluğu genellikle sapmalarla belirlenir.

Bu, bükülme-açıklık oranının en büyük değeri izin verilen maksimum bağıl sapmadan daha az olduğunda, bükme elemanlarının veya yapılarının normal çalışmaya uygun olduğu anlamına gelir. [ F/ ben] (SNiP II-25-80'e göre).

Yapısal hesaplamaların amacı, hem nakliye ve kurulum sırasında hem de yapıların işletilmesi sırasında olası sınır durumlarından herhangi birinin oluşmasını önlemektir. İlk sınır durumu için hesaplama, hesaplanan yük değerlerine göre, ikincisi için ise standart değerlere göre yapılır. Harici yüklerin standart değerleri SNiP “Yükler ve Etkiler” bölümünde verilmiştir. Hesaplanan değerler yük güvenlik faktörü dikkate alınarak elde edilir γ N. Yapılar, olasılıkları kombinasyon katsayıları (SNiP “Yükler ve Etkiler” e göre) dikkate alınan, olumsuz yük kombinasyonlarına (ölü ağırlık, kar, rüzgar) dayanacak şekilde tasarlanmıştır.

Malzemelerin kuvvete direnme yeteneklerinin değerlendirildiği temel özelliği normatif direnç R N . Ahşabın standart direnci, aynı türden %12 nem içeriğine sahip temiz (kusursuz) ahşaptan oluşan küçük numuneler üzerinde yapılan çok sayıda testin sonuçlarına göre hesaplanır:

R N = , Nerede

- Çekme mukavemetinin aritmetik ortalama değeri,

V– değişim katsayısı,

T– güvenilirliğin göstergesi.

Düzenleyici direnç R N Kısa süreli yükler için standart küçük boyutlu numunelerin test sonuçlarının statik olarak işlenmesiyle elde edilen saf ahşabın minimum olasılıksal dayanım sınırıdır.

Tasarım direnci R - bu, çalışma koşulları altında mukavemetini azaltan tüm olumsuz faktörler dikkate alınarak, bir yapıdaki bir malzemenin çökmeden dayanabileceği maksimum gerilimdir.

Normatif dirençten ayrılırken R N hesaplanana R Uzun süreli yüklerin ahşabın mukavemeti, kusurlar (düğümler, çapraz katmanlar vb.), küçük standart numunelerden bina boyutlarındaki elemanlara geçiş üzerindeki etkisini hesaba katmak gerekir. Tüm bu faktörlerin birleşik etkisi, malzemenin güvenlik faktörü tarafından dikkate alınır ( İle). Hesaplanan direnç bölünerek elde edilir R N malzemenin güvenlik faktörüne ilişkin:

İle dl=0,67 – kalıcı ve geçici yüklerin birleşik etkisi altında süre katsayısı;

İle bir = 0,27÷0,67 – ahşabın mukavemeti üzerindeki kusurların etkisi dikkate alınarak, stres durumunun türüne bağlı olarak tekdüzelik katsayısı.

Minimum değer İle bir kusurların etkisi özellikle büyük olduğunda germe sırasında alınır. Hesaplanan dirençler İle tabloda verilmektedir. 3 SNiP II-25-80 (iğne yapraklı ağaçlar için). R Diğer türlerin ahşabı, SNiP'de de verilen geçiş katsayıları kullanılarak elde edilir.

Ahşap ve ahşap yapıların güvenliği ve sağlamlığı sıcaklık ve nem koşullarına bağlıdır. Nemlendirme ahşabın çürümesine neden olur ve yüksek sıcaklıklar (belirli bir sınırın ötesinde) dayanıklılığını azaltır. Bu faktörlerin dikkate alınması, çalışma koşulu katsayılarının eklenmesini gerektirir: M V ≤1, M T ≤1.

Ek olarak SNiP, yapıştırılmış elemanlar için kat katsayısının dikkate alınmasını gerektirir: M sl = 0,95÷1,1;

50 cm'den yüksek yüksek kirişler için ışın katsayısı: M B ≤1;

bükülmüş yapıştırılmış elemanlar için bükülme katsayısı: M gn≤1 vb.

Ahşabın elastiklik modülünün türüne bakılmaksızın aşağıdakilere eşit olduğu varsayılır:

İnşaat kontrplağının tasarım özellikleri de SNiP'de verilmektedir ve kontrplak elemanlarındaki gerilimleri kontrol ederken, ahşapta olduğu gibi, çalışma koşulu katsayıları da verilmektedir. M. Ayrıca ahşap ve kontrplakların tasarım direnci için bir katsayı eklenmiştir. M dl=0,8 eğer kalıcı ve geçici yüklerden kaynaklanan toplam tasarım kuvveti toplam tasarım kuvvetinin %80'ini aşarsa. Bu faktör, malzemenin güvenlik faktöründe yer alan azalmaya ek olarak eklenir.

Ders No. 2 Limit durumlarına göre hesaplamanın temelleri

Limit durumlarına göre hesaplama

Sınır durumları- bunlar, dış yükler ve iç gerilmeler sonucunda yapının artık kullanılamayacağı koşullardır. Ahşap ve plastikten yapılmış yapılarda birinci ve ikinci olmak üzere iki grup sınır durumu oluşabilir.

Bir bütün olarak yapıların ve elemanlarının sınır durumlarının hesaplanması tüm aşamalar için yapılmalıdır: taşıma, kurulum ve işletme - ve olası tüm yük kombinasyonları dikkate alınmalıdır. Hesaplamanın amacı yapının taşıma, montaj ve işletme süreçlerinde birinci veya ikinci sınır durumlarını önlemektir. Bu, malzemelerin standart ve tasarım yükleri ve dirençleri dikkate alınarak yapılır.

Limit durum yöntemi bina yapılarının güvenilirliğini sağlamanın ilk adımıdır. Güvenilirlik, bir nesnenin çalışma sırasında tasarımın doğasında bulunan kaliteyi koruyabilme yeteneğidir. Bina yapılarının güvenilirlik teorisinin özgüllüğü, rastgele güç göstergelerine sahip sistemler üzerindeki yüklerin rastgele değerlerini dikkate alma ihtiyacıdır. Limit durum yönteminin karakteristik bir özelliği, hesaplamada kullanılan, doğası gereği rastgele olan tüm başlangıç ​​değerlerinin standartlarda deterministik, bilimsel temelli, normatif değerlerle temsil edilmesi ve değişkenliklerinin yapıların güvenilirliği üzerindeki etkisinin olmasıdır. karşılık gelen katsayılar dikkate alınır. Güvenilirlik katsayılarının her biri yalnızca bir başlangıç ​​değerinin değişkenliğini hesaba katar; özel niteliktedir. Bu nedenle limit durum yöntemine bazen kısmi katsayı yöntemi de denir. Değişkenliği yapıların güvenilirlik düzeyini etkileyen faktörler beş ana kategoride sınıflandırılabilir: yükler ve etkiler; yapısal elemanların geometrik boyutları; yapıların sorumluluk derecesi; malzemelerin mekanik özellikleri; yapının çalışma koşulları. Listelenen faktörleri ele alalım. Standart yüklerin yukarı veya aşağı olası sapması, yük tipine bağlı olarak birden büyük veya küçük farklı bir değere sahip olan yük güvenlik faktörü 2 tarafından dikkate alınır. Bu katsayılar standart değerlerle birlikte SNiP 2.01.07-85 Tasarım Standartları bölümünde sunulmaktadır. “Yükler ve etkiler.” Birkaç yükün birleşik etki olasılığı, yüklerin standartların aynı bölümünde sunulan kombinasyon faktörü ile çarpılmasıyla dikkate alınır. Yapısal elemanların geometrik boyutlarının olası olumsuz sapması doğruluk katsayısı ile dikkate alınır. Ancak bu katsayı saf haliyle kabul edilmez. Bu faktör, eksi toleranslı bölümlerin hesaplanan parametrelerini alarak geometrik özellikleri hesaplarken kullanılır. Binaların ve yapıların çeşitli amaçlarla maliyetlerini makul bir şekilde dengelemek için, amaçlanan amaç için bir güvenilirlik katsayısı getirilir.< 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.

Bir malzemenin kuvvet etkilerine karşı direncinin ana parametresi, malzeme numunelerinin standart yöntemler kullanılarak test edilmesiyle malzemelerin mekanik özelliklerinin değişkenliğine ilişkin istatistiksel çalışmaların sonuçlarına dayanarak düzenleyici belgeler tarafından oluşturulan standart dirençtir. Standart değerlerden olası bir sapma, malzeme için güvenilirlik katsayısı ym > 1 ile dikkate alınır. Malzemelerin özelliklerinin istatistiksel değişkenliğini ve bunların test edilen standart numunelerin özelliklerinden farkını yansıtır. Standart direncin m katsayısına bölünmesiyle elde edilen özelliğe tasarım direnci R denir. Ahşabın dayanıklılığının bu ana özelliği SNiP P-25-80 “Tasarım Standartları” ile standardize edilmiştir. Ahşap yapılar."

Rüzgar ve kurulum yükleri, kesit yüksekliği, sıcaklık ve nem koşulları gibi çevrenin ve çalışma ortamının olumsuz etkileri, çalışma koşulları katsayıları t dahil edilerek dikkate alınır. Bu faktör veya bir kombinasyon halinde t katsayısı birden az olabilir. Faktörlerin sayısı yapının yük taşıma kapasitesini azaltır ve daha fazla birim - aksi durumda. Ahşap için bu katsayılar SNiP 11-25-80 “Tasarım standartlarında sunulmaktadır.

Sapmaların standart sınır değerleri aşağıdaki gereksinimleri karşılar: a) teknolojik (makinelerin ve taşıma ekipmanlarının, enstrümantasyonun vb. normal çalışması için koşulların sağlanması); b) yapısal (bitişik yapısal elemanların bütünlüğünün sağlanması, bağlantıları, yük taşıyan yapılar ile bölme yapıları arasında bir boşluk bulunması, yarı ahşap, vb., belirtilen eğimlerin sağlanması); c) estetik ve psikolojik (yapıların görünümünden olumlu izlenimler sağlamak, tehlike hissini önlemek).

Maksimum sapmaların büyüklüğü açıklığa ve uygulanan yüklerin türüne bağlıdır. Sabit ve geçici uzun süreli yükler altındaki binaları kaplayan ahşap yapılar için maksimum sehim (1/150) - i ila (1/300) (2) arasında değişir. Ahşabın mukavemeti, otoklavlarda basınç altında önemli bir derinliğe kadar uygulanan biyolojik hasara yönelik bazı kimyasal preparatların etkisi altında da azalır. Bu durumda çalışma koşulu katsayısı Tia = 0,9. Deliklerle zayıflatılmış çekme elemanlarının tasarım bölümlerinde ve ayrıca tasarım bölümünde süslemeli yuvarlak ahşaptan yapılmış bükme elemanlarında gerilim konsantrasyonunun etkisi, çalışma koşulu katsayısı t0 = 0,8 ile yansıtılmaktadır. İkinci grup sınır durumları için ahşap yapılar hesaplanırken ahşabın deforme olabilirliği, kuvvet ahşap lifleri boyunca yönlendirildiğinde 10.000 MPa ve çapraz olarak 400 MPa olduğu varsayılan temel esneklik modülü E tarafından dikkate alınır. lifler. Stabilite hesaplanırken elastik modülün 4500 MPa olduğu varsayılmıştır. Ahşabın (6) her iki yöndeki temel kayma modülü 500 MPa'dır. Lifler boyunca yönlendirilen gerilimlerle birlikte ahşabın Poisson oranının pdo o = 0,5'e eşit olduğu ve lifler boyunca yönlendirilen gerilimlerle lifler boyunca n900 = 0,02 olduğu varsayılmaktadır. Yükleme süresi ve seviyesi ahşabın sadece mukavemetini değil aynı zamanda deformasyon özelliklerini de etkilediğinden, elemanlardaki gerilmelerin sabitten kaynaklandığı yapılar hesaplanırken elastisite modülü ve kayma modülü değeri mt = 0,8 katsayısı ile çarpılır. ve geçici uzun süreli yükler, tüm yüklerden gelen toplam voltajın %80'ini aşar. Metal-ahşap yapıları hesaplarken, çeliğin elastik özellikleri ve tasarım dirençleri ve çelik elemanların bağlantıları ile takviye, SNiP'nin çelik ve betonarme yapıların tasarımına ilişkin bölümlerine göre alınır.

Ahşap hammaddeleri kullanan tüm levha yapı malzemelerinden, temel tasarım dirençleri SNiP P-25-80'in Tablo 10'unda verilen taşıyıcı yapı elemanları olarak yalnızca kontrplak kullanılması tavsiye edilir. Tutkal-kontrplak yapılar için uygun çalışma koşulları altında, birinci grup sınır durumlarına dayalı hesaplamalar, kontrplağın temel tasarım dirençlerinin TV, TY, TN ve TL çalışma koşulları katsayıları ile çarpılmasını sağlar. İkinci grup sınır durumlara göre hesaplanırken kontrplağın levha düzlemindeki elastik özellikleri tabloya göre alınır. 11 SNiP P-25-80. Farklı çalışma koşulları altındaki yapıların yanı sıra kalıcı ve geçici uzun süreli yüklerin birleşik etkisine maruz kalan yapılar için elastiklik modülü ve kayma modülü, ahşap için benimsenen ilgili çalışma koşulları katsayıları ile çarpılmalıdır.

Birinci grup en tehlikelisi. Bir yapının tahribat veya stabilite kaybı sonucu yük taşıma kapasitesini kaybetmesi durumunda kullanıma uygun olmama durumu ile belirlenir. Bu, maksimum normal durumdayken gerçekleşmez. O veya elemanlarındaki kayma gerilmeleri, yapıldıkları malzemelerin hesaplanan (minimum) direncini aşmaz. Bu durum formülle yazılır

Birinci grubun sınırlayıcı durumları şunları içerir: her türlü tahribat, bir yapının genel stabilite kaybı veya bir yapısal elemanın lokal stabilite kaybı, yapıyı değişken bir sisteme dönüştüren bağlantı noktalarının ihlali, kabul edilemez büyüklükte kalıcı deformasyonların gelişimi . Yük taşıma kapasitesi hesaplaması olası en kötü duruma göre gerçekleştirilir, yani malzemenin en yüksek yükü ve onu etkileyen tüm faktörler dikkate alınarak bulunan en düşük direnci. Uygun olmayan kombinasyonlar normlarda verilmiştir.

İkinci grup daha az tehlikeli. Kabul edilemez bir miktarda büküldüğünde yapının normal çalışmaya uygun olmaması ile belirlenir. Bu, maksimum bağıl sapması /// izin verilen maksimum değerleri aşmayana kadar gerçekleşmez. Bu durum formülle yazılır

Ahşap yapıların deformasyonlar için ikinci sınır durumuna göre hesaplanması esas olarak bükülebilir yapılar için geçerlidir ve deformasyonların büyüklüğünü sınırlamayı amaçlamaktadır. Hesaplamalar, ahşabın elastik çalışması varsayılarak, güvenlik faktörleriyle çarpılmadan standart yüklere dayanmaktadır. Deformasyonların hesaplanması, yük taşıma kapasitesi kontrol edilirken olduğu gibi azaltılmış olanlara göre değil, ahşabın ortalama özelliklerine göre yapılır. Bu, bazı durumlarda düşük kaliteli ahşap kullanıldığında sapmanın artmasının yapıların bütünlüğü için tehlike oluşturmaması ile açıklanmaktadır. Bu aynı zamanda deformasyon hesaplamalarının tasarım yükleri için değil standart yükler için yapıldığını da açıklamaktadır. İkinci grubun sınırlayıcı durumunu göstermek için, kirişlerin kabul edilemez bir şekilde sapması sonucu çatı kaplamasında çatlakların ortaya çıktığı bir örnek verebiliriz. Bu durumda nem sızıntısı binanın normal işleyişini bozarak ahşabın neminden dolayı dayanıklılığının azalmasına neden olur ancak aynı zamanda bina kullanılmaya devam eder. İkinci limit durumuna dayalı hesaplamanın kural olarak ikincil bir anlamı vardır, çünkü asıl önemli olan yük taşıma kapasitesini sağlamaktır. Ancak sehimlerdeki sınırlamalar özellikle sünek bağlantılara sahip yapılar için önemlidir. Bu nedenle ahşap yapıların (kompozit direkler, kompozit kirişler, tahta ve çivi yapıları) deformasyonları, bağlantıların uygunluğunun etkisi dikkate alınarak belirlenmelidir (SNiP P-25-80. Tablo 13).

Yükler, yapılara etki eden Bina Kodları ve Kuralları - SNiP 2.01.07-85 “Yükler ve Etkiler” ile belirlenir. Ahşap ve plastikten yapılmış yapılar hesaplanırken esas olarak yapıların ve diğer yapı elemanlarının ölü ağırlığından kaynaklanan sabit yük dikkate alınır. G ve kar ağırlığından kaynaklanan kısa süreli yükler S, rüzgar basıncı W.İnsanların ve ekipmanların ağırlığından kaynaklanan yükler de dikkate alınır. Her yükün bir standardı ve tasarım değeri vardır. Standart değeri n endeksiyle belirtmek uygundur.

Standart yükler yüklerin başlangıç ​​değerleridir: Geçici yükler, uzun süreli gözlem ve ölçümlerden elde edilen verilerin işlenmesi sonucunda belirlenir. Sabit yükler, yapıların, diğer yapı elemanlarının ve ekipmanlarının ölü ağırlığına ve hacmine göre hesaplanır. Sapmalar için ikinci grup sınır durumları için yapılar hesaplanırken standart yükler dikkate alınır.

Tasarım yükleriözellikle yukarı doğru olası değişkenlikleri dikkate alınarak normatif olanlara göre belirlenir. Bunun için standart yüklerin değerleri yük güvenlik faktörü ile çarpılır. sen, değerleri farklı yükler için farklıdır ancak hepsi birlikten büyüktür. Dağıtılmış yük değerleri, metrekare başına kilonewton'a (kN/m) karşılık gelen kilopaskal (kPa) cinsinden verilir. Çoğu hesaplamada doğrusal yük değerleri (kN/m) kullanılır. Mukavemet ve stabilite için birinci grup sınır durumları için yapılar hesaplanırken tasarım yükleri kullanılır.

Standart kar yükü s H, kar örtüsünün standart ağırlığına göre belirlenir ve bu, ülkenin kar bölgesine bağlı olarak örtünün yatay projeksiyonunun yük standartlarında (kN/m 2) verilir. Bu değer, kaplama şeklinin eğimini ve diğer özelliklerini dikkate alan p katsayısı ile çarpılır. Bu durumda standart yük s H = s 0 p- ^ 25° olan üçgen çatılar için p = 1, a > 60° için p = 0 ve 60°'lik ara eğim açıları için >*<х > 25° p == (60° - a°)/35°. Bu. yük tekdüzedir ve iki veya tek taraflı olabilir.

Parçalı kafes kirişler veya kemerler boyunca tonozlu kaplamalarda, düzgün kar yükü, açıklık uzunluğunun / kemerin yüksekliğine /: p = //(8/) oranına bağlı olan p katsayısı dikkate alınarak belirlenir.

Kemerin yüksekliğinin açıklığa oranı ne zaman f/l= 1/8'lik bir kar yükü, bir destekte maksimum s", diğerinde 0,5 s" ve sırtta sıfır değeri olan üçgen şeklinde olabilir. Oranlarda maksimum kar yükünü belirleyen p katsayıları f/d= 1/8, 1/6 ve 1/5, sırasıyla 1,8'e eşittir; 2.0 ve 2.2. Neşter şeklindeki kaplamalardaki kar yükü, kaplamanın kemerlerdeki zemin eksenlerinin kirişlerinden geçen düzlemler boyunca koşullu olarak üçgen şeklinde olduğu dikkate alınarak, üçgen kaplamalarda olduğu gibi belirlenebilir. Tasarım kar yükü standart yük ile yük güvenlik faktörünün çarpımına eşittir. 7- Çoğu hafif ahşap ve plastik yapı için standart sabit ve kar yüklerinin oranı gn/sH < 0,8 коэффициент y = 1.6. Bu yüklerin büyük oranları için en =1,4.

Yüklü bir kişinin ağırlığından gelen yükün eşit olduğu varsayılır - standart P"= 0,1 kN ve tasarım R = p ve y = 0,1 1,2 = 1,2 kN. Rüzgar yükü. Standart rüzgar yükü w basınç w'+ ve emmeden oluşur w n – rüzgâr. Rüzgar yükünü belirlerken ilk veriler, çatı yüzeylerine ve binaların duvarlarına dik olarak yönlendirilen rüzgar basıncı değerleridir. Kablosuz(MPa), ülkenin rüzgar bölgesine bağlı olarak yük ve darbe normlarına göre kabul edilir. Standart rüzgar yükleri " normal rüzgar basıncının katsayı ile çarpılmasıyla belirlenir. k, Binaların yüksekliği ve aerodinamik katsayı dikkate alınarak İle,şeklini dikkate alarak. Yüksekliği 10 m'yi aşmayan çoğu ahşap ve plastik bina için, k = 1.

Aerodinamik katsayı İle binanın şekline, mutlak ve göreceli boyutlarına, eğimlerine, kaplamaların göreceli yüksekliklerine ve rüzgar yönüne bağlıdır. Eğim açısı a = 14°'yi aşmayan çoğu eğimli çatıda rüzgar yükü emme şeklinde etki eder. W-. Aynı zamanda genellikle artmaz, aksine yapılardaki sabit ve kar yüklerinden kaynaklanan kuvvetleri azaltır ve hesaplama sırasında güvenlik faktöründe dikkate alınmayabilir. Binaların sütunları ve duvarlarının yanı sıra üçgen ve lanset şeklindeki yapıların hesaplanmasında rüzgar yükü dikkate alınmalıdır.

Hesaplanan rüzgar yükü standart yük ile güvenlik faktörünün çarpımına eşittir y= 1.4. Böylece, w = = w”y.

Düzenleyici direnç odun Sağ(MPa), kusursuz alanlarda ahşabın mukavemetinin temel özellikleridir. Bunlar, çekme, sıkıştırma, bükme, kırma ve ufalama için %12 nem içeriğine sahip küçük standart kuru odun numuneleri üzerinde çok sayıda kısa süreli laboratuvar testlerinin sonuçlarından belirlenir.

Test edilen ahşap numunelerinin %95'i standart değerine eşit veya daha yüksek bir basınç dayanımına sahip olacaktır.

Standart dirençlerin değerleri ekte verilmiştir. 5, ahşap yapıların imalatı sırasında ahşabın mukavemetinin laboratuvar testlerinde ve muayeneleri sırasında çalışan yük taşıyıcı yapıların yük taşıma kapasitesinin belirlenmesinde pratik olarak kullanılır.

Hesaplanan dirençler odun R(MPa), gerçek yapıların gerçek ahşap elemanlarının mukavemetinin temel özellikleridir. Bu ahşabın doğal kusurları vardır ve uzun yıllar yük altında çalışır. Hesaplanan dirençler, malzemenin güvenilirlik katsayısı dikkate alınarak standart dirençlere göre elde edilir en ve yükleme süresi katsayısı hepsi formüle göre

Katsayı en birden fazla. Yapının heterojenliği ve laboratuvar numunelerinde oluşmayan çeşitli kusurların varlığı sonucu gerçek ahşabın mukavemetindeki azalma dikkate alınır. Temel olarak ahşabın mukavemeti budaklarla azalır. Uzunlamasına liflerini kesip yayarak, uzunlamasına kuvvetlerin eksantrikliğini ve liflerin düğüm etrafında eğimini oluşturarak çalışma kesit alanını azaltırlar. Liflerin eğimi, ahşabın lifler boyunca ve belirli bir açıyla gerilmesine neden olur; bu yönlerde mukavemeti liflere göre çok daha düşüktür. Ahşap kusurları ahşabın çekme mukavemetini neredeyse yarı yarıya, basınç mukavemetini ise yaklaşık bir buçuk kat azaltır. Çatlaklar en çok ahşabın ufalandığı yerlerde tehlikelidir. Elemanların kesit boyutları arttıkça, kesitler arasındaki gerilim dağılımının daha fazla heterojenliği nedeniyle, bunların yok edilmesinden kaynaklanan gerilimler azalır ve bu, tasarım dirençlerinin belirlenmesinde de dikkate alınır.

Yük süresi katsayısı 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 girişi rezistans ben neredeyse ^^ kısa vadede yarısı /tg.

Ahşabın kalitesi doğal olarak hesaplanan dirençlerinin değerlerini etkiler. 1. sınıf ahşap - en az kusurla, hesaplanan en yüksek dirence sahiptir. 2. ve 3. sınıf ahşabın hesaplanan dayanımları sırasıyla daha düşüktür. Örneğin 2. sınıf çam ve ladin ağacının hesaplanan basınç dayanımı şu ifadeden elde edilir:

Çam ve ladin ağacının basınç, çekme, bükülme, ufalanma ve ezilmeye karşı hesaplanan dirençleri ekte verilmiştir. 6.

Çalışma koşulları katsayıları T Ahşabın tasarım direnci, ahşap yapıların üretildiği ve çalıştırıldığı koşulları dikkate alır. Irk katsayısı T"çam ve ladin ağacının dayanıklılığından farklı olarak farklı türlerdeki ahşapların farklı mukavemetini dikkate alır. Yük faktörü t, rüzgarın kısa süresini ve kurulum yüklerini hesaba katar. Ezildiğinde tn= 1,4, diğer voltaj türleri için tn = 1.2. Kesit yüksekliği 50 cm /72b'den fazla olan yapıştırılmış ahşap kirişlerden ahşap bükülürken kesit yükseklik katsayısı 1'den 0,8'e düşer ve 120 cm kesit yüksekliğinde daha da fazla düşer. Yapıştırılmış ahşap elemanların katmanlarının kalınlık katsayısı, yapıştırılan levhaların kalınlığı azaldıkça sıkıştırma ve bükülme mukavemetlerindeki artışı dikkate alır, bunun sonucunda yapıştırılmış ahşap yapısının homojenliği artar. Değerleri 0,95 arasındadır. 1.1. Bükülme katsayısı m rH, bükülmüş yapıştırılmış ahşap elemanların üretimi sırasında levhalar büküldüğünde ortaya çıkan ek bükülme gerilimlerini dikkate alır. Bükülme yarıçapının r/b levhaların kalınlığına oranına bağlıdır ve 1,0 değerine sahiptir. Bu oran 150'den 250'ye çıktığında 0,8. Sıcaklık katsayısı m t+35 ila +50 °C arasındaki sıcaklıklarda çalışan yapılarda ahşabın mukavemetindeki azalmayı dikkate alır. 1,0'dan 0,8'e düşer. Nem katsayısı çek nemli ortamda çalışan yapılarda ahşabın mukavemetindeki azalmayı dikkate alır. İç mekan hava nemi %75 ile %95 arasında olduğunda tvl = 0,9. Açık havada kuru ve normal alanlarda tow = 0.85. Sürekli nemlendirmeyle ve suda tow = 0.75. Stres konsantrasyon faktörü t k = 0,8, çekme sırasında kesiklerin ve deliklerin olduğu alanlarda ahşabın mukavemetindeki yerel azalmayı dikkate alır. Yük süresi katsayısı t dl = 0,8, uzun süreli yüklerin bazen yapıya etki eden toplam yüklerin %80'inden fazlasını oluşturması nedeniyle ahşabın mukavemetindeki azalmayı dikkate alır.

Ahşabın elastiklik modülü Kısa süreli laboratuvar testleriyle belirlenen, E cr= 15-10 3 MPa. Uzun süreli yükleme altında deformasyonlar dikkate alındığında, sapmalarla hesaplanırken £=10 4 MPa (Ek 7).

İnşaat kontrplağının standart ve hesaplanan dirençleri, ahşapla aynı yöntemler kullanılarak elde edildi. Bu durumda, tabaka şekli ve karşılıklı olarak dik lif yönlerine sahip tek sayıda katman dikkate alınmıştır. Bu nedenle kontrplağın bu iki yöndeki mukavemeti farklıdır ve dış lifler boyunca biraz daha yüksektir.

Yapılarda en yaygın olarak kullanılan FSF markalı yedi katlı kontrplaktır. Dış kaplamaların lifleri boyunca hesaplanan dirençleri şuna eşittir: çekme # f. p = 14 MPa, sıkıştırma #f. c = 12 MPa, düzlemden dışarı bükülme /? f.™ = 16 MPa, # f düzleminde kesme. sk = 0,8 MPa ve kesme /? F. ortalama - 6 MPa. Dış kaplamaların lifleri boyunca bu değerler sırasıyla şuna eşittir: çekme ben f_r= 9 MPa, sıkıştırma # f. s = 8,5 MPa, bükülme # F.i = 6,5 MPa, kesme R$. CK= 0,8 MPa, kesim # f. av = = 6 MPa. Dış lifler boyunca elastiklik ve kayma modülleri sırasıyla eşittir, Ё f = 9-10 3 MPa ve b f = 750 MPa ve dış lifler boyunca £ f = 6-10 3 MPa ve $ = 750MPa.

Limit durumlarına göre hesaplama

Bu aşamada bina yapılarının hesaplamalarının bazı standartlara uygun olarak yapıldığını zaten anlıyoruz. Farklı ülkeler farklı tasarım standartları kullandığından hangilerinin olduğunu kesin olarak söylemek mümkün değildir.

Bu nedenle, BDT ülkelerinde Sovyet SNiP'lerine ve GOST'larına dayanan farklı standart versiyonları kullanılmaktadır; Avrupa ülkelerinde ağırlıklı olarak Eurocode'a (EN) geçmişler ve ABD'de ASCE, ACI vb. kullanılmaktadır. Açıkçası projeniz, bu projenin sipariş edildiği veya verileceği ülkenin standartlarına bağlı olacaktır. uygulandı.

Normlar farklıysa hesaplamalar da farklı mı olur?

Bu soru acemi hesap makinelerini o kadar endişelendiriyor ki, bunu ayrı bir paragrafta vurguladım. Nitekim: Bazı yabancı tasarım standartlarını açarsanız ve bunları örneğin SNiP ile karşılaştırırsanız, yabancı tasarım sisteminin tamamen farklı ilkelere, yöntemlere ve yaklaşımlara dayandığı izlenimini edinebilirsiniz.

Ancak tasarım standartlarının temel fizik kanunlarına aykırı olamayacağı ve bunlara dayandırılması gerektiği anlaşılmalıdır. Evet, belirli yapı malzemelerinin çeşitli fiziksel özelliklerini, katsayılarını ve hatta çalışma modellerini kullanabilirler, ancak hepsi malzemelerin mukavemetine, yapıya ve teorik mekaniğe dayanan ortak bir bilimsel temelde birleştirilmiştir.

Eurocode'a göre gerilime maruz kalan bir metal yapı elemanının mukavemetinin kontrol edilmesi şu şekildedir:

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

SNiP'nin en son sürümlerinden birine göre benzer bir kontrol şu şekilde görünüyor:

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

Hem birinci hem de ikinci durumda, dış yükten gelen kuvvetin (payda) yapının yük taşıma kapasitesini (paydada) karakterize eden kuvveti aşmaması gerektiğini tahmin etmek kolaydır. Bu, farklı ülkelerden mühendisler tarafından bina ve yapıların tasarımına yönelik genel, bilimsel temelli yaklaşımın açık bir örneğidir.

Limit durumu kavramı

Bir gün (aslında yıllar önce) bilim insanları ve araştırma mühendisleri, bir elementi tek bir teste dayalı olarak tasarlamanın tamamen doğru olmadığını fark ettiler. Nispeten basit yapılar için bile, her bir elemanın çalışması için birçok seçenek olabilir ve yapı malzemeleri, yıprandıkça özelliklerini değiştirir. Yapının acil durum ve onarım koşullarını da dikkate aldığımızda bu durum yapının olası tüm durumlarının sıralanması, bölümlendirilmesi ve sınıflandırılması ihtiyacını doğurmaktadır.

“Limit durumu” kavramı böyle doğdu. Eurocode'da kısa ve öz bir yorum verilmiştir:

limit durumu - yapının uygun tasarım kriterlerini karşılamadığı bir yapının durumu

Bir yapının yük altında çalışması tasarım çözümlerinin ötesine geçtiğinde sınır durum ortaya çıkar diyebiliriz. Örneğin, çelik bir çerçeve çerçevesi tasarladık, ancak çalışmasının belirli bir anında raflardan biri stabilitesini kaybetti ve büküldü - bir sınır durumuna geçiş var.

Sınır durumlarını kullanarak bina yapılarını hesaplama yöntemi baskındır (izin verilen gerilmelerin daha az "esnek" yönteminin yerini almıştır) ve bugün hem BDT ülkelerinin düzenleyici çerçevesinde hem de Eurocode'da kullanılmaktadır. Peki bir mühendis bu soyut kavramı somut hesaplamalarda nasıl kullanabilir?

Durum gruplarını sınırla

Her şeyden önce, hesaplamalarınızın her birinin şu veya bu sınır durumuyla ilgili olacağını anlamalısınız. Tasarımcı yapının işleyişini soyut bir durumda değil, sınırlayıcı bir durumda modeller. Yani yapının tüm tasarım özellikleri sınır durumuna göre seçilir.

Aynı zamanda konunun teorik yönünü sürekli düşünmenize gerek yok - gerekli tüm kontroller zaten tasarım standartlarında yer almaktadır. Kontroller yaparak, tasarlanan yapı için bir sınır durumun oluşmasını önlersiniz. Tüm kontroller yerine getirilirse, yapının yaşam döngüsünün sonuna kadar sınır durumun oluşmayacağı varsayılabilir.

Gerçek tasarımda bir mühendis bir dizi kontrolle (gerilmeler, momentler, kuvvetler, deformasyonlar için) uğraştığı için, tüm bu hesaplamalar koşullu olarak gruplandırılmıştır ve sınır durum gruplarından bahseder:

• grup I'in sınır durumları (Eurocode'da - taşıma kapasitesine göre)
• grup II'nin sınır durumları (Eurocode'da - servis kolaylığına göre)

Eğer birinci limit durumu oluşmuşsa:

• yapı bozuldu
• yapı henüz yıkılmadı ancak yükteki en ufak bir artış (veya diğer çalışma koşullarındaki değişiklik) yıkıma yol açıyor

Sonuç açıktır: Bir binanın veya yapının birinci sınır durumda daha fazla çalıştırılması imkansızdır hiçbir koşulda:

Şekil 1. Bir konut binasının yıkımı (birinci sınır durumu)

Eğer yapı ikinci (II) limit durumuna geçmişse çalışması hala mümkündür. Ancak bu, her şeyin yolunda olduğu anlamına gelmez - bireysel elemanlar önemli deformasyonlara maruz kalabilir:

• sapmalar
• bölüm rotasyonları
• çatlaklar

Kural olarak, bir yapının ikinci sınır durumuna geçişi, örneğin yükün azaltılması, hızın azaltılması vb. gibi işletimde bazı kısıtlamalar gerektirir:

Şekil 2. Bir binanın betonundaki çatlaklar (ikinci sınır durumu)

Malzeme gücü açısından

"Fiziksel düzeyde", bir sınır durumun meydana gelmesi, örneğin yapısal bir elemandaki (veya elemanlar grubundaki) gerilimlerin, tasarım direnci adı verilen, izin verilen belirli bir eşiği aşması anlamına gelir. Bunlar, gerilim-gerinim durumunun diğer faktörleri olabilir; örneğin, sınır durumda yapının taşıma kapasitesini aşan bükülme momentleri, enine veya boyuna kuvvetler.

İlk grup sınır durumlarını kontrol eder

İlk sınır durumunun oluşmasını önlemek için tasarım mühendisi yapının karakteristik bölümlerini kontrol etmekle yükümlüdür:

• güç için
• sürdürülebilirlik için
• dayanıklılık için

İstisnasız tüm yük taşıyan yapı elemanları, yapıldıkları malzemenin yanı sıra kesitin şekli ve boyutlarına bakılmaksızın dayanıklılık açısından test edilir. Bu, muhasebecinin rahat bir uyku hakkına sahip olmadığı en önemli ve zorunlu kontroldür.

Stabilite kontrolü sıkıştırılmış (merkezi, eksantrik) elemanlar için gerçekleştirilir.

Yorulma etkilerini önlemek için döngüsel yükleme ve boşaltmaya maruz kalan elemanlar üzerinde yorulma testi yapılmalıdır. Bu, örneğin demiryolu köprülerinin açıklıkları için tipiktir, çünkü trenler hareket ettiğinde işin yükleme ve boşaltma aşamaları sürekli olarak değişmektedir.

Bu derste betonarme ve metal yapıların temel dayanım testlerine aşina olacağız.

İkinci grup sınır durumlarını kontrol eder

İkinci sınır durumunun oluşmasını önlemek için tasarım mühendisi karakteristik bölümleri kontrol etmekle yükümlüdür:

• deformasyon için (yer değiştirme)
• Çatlak direnci için (betonarme yapılar için)

Deformasyonlar yalnızca yapının doğrusal hareketleriyle (sapmalarla) değil aynı zamanda bölümlerin dönme açılarıyla da ilişkilendirilmelidir. Çatlak direncinin sağlanması, hem sıradan hem de öngerilmeli betonarme betonarme yapıların tasarımında önemli bir adımdır.

Betonarme yapılar için hesaplama örnekleri

Örnek olarak sıradan (gerilmesiz) betonarme yapıların standartlara göre tasarlanırken hangi kontrollerin yapılması gerektiğini ele alalım.

Tablo 1. Hesaplamaların sınır durumlarına göre gruplandırılması:
M - bükülme momenti; Q - kesme kuvveti; N - boyuna kuvvet (basınç veya çekme); e - boyuna kuvvet uygulamasının eksantrikliği; T - tork; F - harici konsantre kuvvet (yük); σ - normal stres; a çatlak açılma genişliğidir; f - yapının sapması

Her bir sınır durumu grubu için bir dizi kontrolün gerçekleştirildiğini ve kontrol tipinin (formül) yapısal elemanın içinde bulunduğu gerilim-gerinim durumuna bağlı olduğunu lütfen unutmayın.

Bina yapılarının nasıl hesaplanacağını öğrenmeye zaten yaklaştık. Bir sonraki toplantımızda yükler hakkında konuşacağız ve hemen hesaplamalara başlayacağız.

Ülkemizde 1955 yılından bu yana betonarme yapıların hesaplamaları sınır durum yöntemi kullanılarak yapılmaktadır.

· Nihai derken kast ettiğimiz yapının böyle bir durumu, dış yüklere dayanma yeteneğinin kaybı veya kabul edilemez hareketlerin veya yerel hasarın alınması nedeniyle daha fazla işlemin imkansız hale geldiği ulaşıldıktan sonra. Buna uygun olarak iki grup sınır durumu oluşturulmuştur: birincisi - taşıma kapasitesine göre; ikincisi ise normal kullanıma uygunluk açısından.

· Birinci grup sınır durumları için hesaplama yapıların tahribatını (mukavemet hesaplaması), yapının şeklinin stabilitesini kaybetmesini (uzunlamasına bükülme hesaplaması) veya konumunu (devrilme veya kayma hesaplaması), yorulma hasarını (dayanıklılık hesaplaması) önlemek için yapılır. .

· İkinci grup sınır durumları için hesaplama aşırı deformasyonların (sapmaların) gelişmesini önleme, betonda çatlak oluşma olasılığını ortadan kaldırma veya açıklık genişliklerini sınırlama ve ayrıca gerekirse yükün bir kısmı kaldırıldıktan sonra çatlakların kapatılmasını sağlama amacına sahiptir.

Birinci grup limit durumları için hesaplama ana hesaplamadır ve bölümleri seçerken kullanılır. İkinci grup için hesaplama, güçlü olduğu için aşırı sapmalar (kirişler, nispeten düşük yüklü büyük açıklıklar), çatlak oluşumu (tanklar, basınçlı boru hatları) veya çatlakların aşırı açılması nedeniyle performansını kaybeden yapılar için yapılır. donatının erken korozyonuna yol açar.

Yapıya etkiyen yükler ve yapının yapıldığı malzemelerin mukavemet özellikleri değişken olup ortalama değerlerden farklılık gösterebilir. Bu nedenle, yapının normal çalışması sırasında sınır durumlarından hiçbirinin oluşmamasını sağlamak için, yapıların güvenilir çalışmasını etkileyen çeşitli faktörlerin olası sapmalarını (olumsuz yönde) dikkate alan bir tasarım katsayıları sistemi tanıtılmıştır: 1) yüklerin veya darbelerin değişkenliğini dikkate alarak yük γ f için güvenilirlik katsayıları; 2) beton γ b ve donatı γ s için güvenilirlik faktörleri. mukavemet özelliklerinin değişkenliği dikkate alınarak; 3) binaların ve yapıların sorumluluk derecesi ve sermayesi dikkate alınarak, yapının γ n amacına yönelik güvenilirlik katsayıları; 4) malzemelerin ve yapıların bir bütün olarak çalışmasının bazı özelliklerini doğrudan hesaplamalara yansıtılamayan değerlendirmeyi mümkün kılan γ bi ve γ si çalışma koşulları katsayıları.

Hesaplama katsayıları olasılıksal ve istatistiksel yöntemlere dayanarak oluşturulur. Tüm aşamalar için yapıların gerekli güvenilirliğini sağlarlar: imalat, nakliye, inşaat ve işletme.

Bu nedenle, sınır durum hesaplama yönteminin ana fikri, mümkün olan maksimum yüklerin yapıya etki ettiği nadir durumlarda bile, beton ve donatı dayanımının minimum düzeyde olmasını ve çalışma koşullarının en elverişsiz olmasını sağlamaktır. yapı çökmez ve kabul edilemez sapmalar veya çatlaklar almaz. Aynı zamanda birçok durumda daha önce kullanılan yöntemler kullanılarak yapılan hesaplamalara göre daha ekonomik çözümler elde etmek mümkündür.

Yükler ve etkiler . Tasarım yaparken, yapıların inşası ve işletilmesi sırasında ve ayrıca bina yapılarının imalatı, depolanması ve taşınması sırasında ortaya çıkan yükler dikkate alınmalıdır.

Hesaplamalarda yüklerin standart ve tasarım değerleri kullanılır. Normal çalışması sırasında bir yapıya etki edebilecek standartların belirlediği maksimum yük değerlerine normatif* denir. Gerçek yük, çeşitli koşullar nedeniyle standart yükten az ya da çok farklı olabilir. Bu sapma yük güvenlik faktörü tarafından dikkate alınır.

Tasarım yükleri için yapısal hesaplamalar yapılır

burada q n - standart yük; γ f, söz konusu sınır duruma karşılık gelen yük güvenilirlik katsayısıdır.

Birinci grup sınır durumları hesaplanırken γ f alınır: sabit yükler için γ f = 1,1...1,3; geçici γ f = 1.2...1.6, konumun stabilitesini (devrilme, kayma, yükselme) hesaplarken, yapının ağırlığını azaltarak çalışma koşullarını kötüleştirirken, aşağıdakileri alın:

İkinci grup sınır durumları için yapıların hesaplanması, oluşma riskinin daha düşük olması dikkate alınarak, γ f = l'deki tasarım yükleri için gerçekleştirilir. Bunun istisnası, γ f >l olan, çatlak direncinin I kategorisine ait yapılardır (bakınız § 7.1).

Binalar ve yapılar üzerindeki yükler ve etkiler kalıcı veya geçici olabilir. İkincisi, eylemin süresine bağlı olarak uzun vadeli, kısa vadeli ve özel olarak ayrılır.

Sabit yükler, taşıyıcı ve kapalı yapıların ağırlığı da dahil olmak üzere yapı parçalarının ağırlığını içerir; toprakların ağırlığı ve basıncı (topraklar, dolgular); ön gerilimin etkisi.

Geçici uzun vadeli yükler şunları içerir: sabit ekipmanın ağırlığı - makineler, motorlar, konteynerler, konveyörler; ekipmanı dolduran sıvı ve katıların ağırlığı; Depolar, buzdolapları, kitap depoları, kütüphaneler ve malzeme odalarındaki depolanan malzemelerden ve raflardan zeminlere yük.

Yüklerin süresinin deformasyonlara ve çatlak oluşumuna etkisinin dikkate alınması gereken durumlarda, uzun vadeli yükler arasında kısa vadeli olanlar da vardır. Bunlar, her açıklıktaki bir vinçten gelen dikey yükün tam standart değerinin aşağıdaki katsayı ile çarpılmasıyla belirlenen, azaltılmış standart değere sahip vinçlerden gelen yüklerdir: 0,5 - vinç çalışma modu grupları 4K-6K için; 0,6 - 7K vinç çalışma modu grupları için; 0,7 - 8K* vinçlerin çalışma modu grupları için; Tam standart değerin (bkz. §11.4) kar bölgesi III için 0,3, bölge IV için 0,5, bölge V, VI için 0,6 faktörü ile çarpılmasıyla belirlenen azaltılmış standart değerli kar yükleri; Konut ve kamu binalarının zeminlerindeki insanlardan ve ekipmanlardan kaynaklanan, standart değerleri düşürülmüş yükler. Bu yükler, sünme deformasyonlarının ortaya çıkması için yeterli bir süre boyunca hareket edebildikleri, sehimi ve çatlak genişliğini artırabildikleri için uzun vadeli yükler olarak sınıflandırılır.

Kısa vadeli yükler şunları içerir: tam standart değerlere sahip konut ve kamu binalarının zeminlerindeki insan ve ekipmanların ağırlığından kaynaklanan yükler; tam standart değere sahip vinçlerden gelen yükler; tam standart değere sahip kar yükleri; rüzgar yüklerinin yanı sıra yapıların montajı veya onarımı sırasında ortaya çıkan yükler.

Sismik, patlayıcı veya acil durum darbeleri sırasında özel yükler ortaya çıkar.

Binalar ve yapılar çeşitli yüklerin eşzamanlı etkisine maruz kalır, bu nedenle hesaplamaları bu yüklerin veya bunların neden olduğu kuvvetlerin en elverişsiz kombinasyonu dikkate alınarak yapılmalıdır. Dikkate alınan yüklerin bileşimine bağlı olarak aşağıdakiler ayırt edilir: sabit, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerden oluşan ana kombinasyonlar; kalıcı, uzun süreli, kısa süreli ve özel yüklerden oluşan özel kombinasyonlar.

Geçici yükler, azaltılmış standart değer dikkate alındığında uzun vadeli, tam standart değer dikkate alındığında kısa vadeli olarak kombinasyonlara dahil edilir.

En büyük yüklerin veya çabaların eşzamanlı olarak ortaya çıkma olasılığı, ψ 1 ve ψ 2 kombinasyon katsayıları tarafından dikkate alınır. Ana kombinasyon kalıcı ve yalnızca bir geçici yük (uzun vadeli ve kısa vadeli) içeriyorsa, iki veya daha fazla geçici yük dikkate alındığında kombinasyon katsayıları 1'e eşit alınır; ikincisi ψ 1 = ile çarpılır. Uzun vadeli yükler için 0,95 ve kısa vadeli yükler için ψ 1 = 0,9, çünkü bunların aynı anda hesaplanan en yüksek değerlere ulaşması pek mümkün görülmemektedir.

* Vinç çalışma modu grupları, vinçlerin çalışma koşullarına, yük kapasitesine bağlıdır ve GOST 25546-82'ye uygun olarak benimsenmiştir.

Patlayıcı etkiler de dahil olmak üzere özel yük kombinasyonları için yapılar hesaplanırken kısa süreli yükler dikkate alınmayabilir.

Binaların ve yapıların sorumluluk derecesi ve sermayesi dikkate alınarak tasarım yüklerinin değerleri, yapıların amacına yönelik güvenilirlik katsayısı ile de çarpılmalıdır. Sınıf I binalar için (özel ekonomik öneme sahip nesneler) γ n =1, Sınıf II binalar için (önemli ulusal ekonomik nesneler) γ n =0,95, Sınıf III binalar için (sınırlı ekonomik öneme sahip) γ n =0,9, geçici yapılar için 5 yıla kadar servis ömrü γ n =0,8.

Betonun standart ve tasarım dayanımı. Betonun dayanım özellikleri değişkendir. Aynı beton partisinden alınan numuneler bile test edildiğinde farklı dayanımlar gösterecektir; bu, yapısının heterojenliği ve eşit olmayan test koşullarıyla açıklanmaktadır. Yapılardaki betonun mukavemetinin değişkenliği aynı zamanda ekipmanın kalitesinden, işçilerin niteliklerinden, beton türünden ve diğer faktörlerden de etkilenir.

Pirinç. 2.3. Dağıtım eğrileri:

F m ve F - ortalama ve hesaplanan değerler

dış yükten kaynaklanan kuvvetler;

F um ve F u - aynı, taşıma kapasitesi

Olası tüm mukavemet değerlerinden, yapıların gerekli güvenilirliğe sahip güvenli bir şekilde çalışmasını sağlayan hesaplamaya girilmesi gerekmektedir. Olasılık teorisinin yöntemleri bunun kurulmasına yardımcı olur.

Mukavemet özelliklerinin değişkenliği, kural olarak Gauss yasasına uyar ve betonun mukavemet özelliklerini deneylerde tekrarlanma sıklığına bağlayan bir dağılım eğrisi (Şekil 2.3, a) ile karakterize edilir. Dağıtım eğrisini kullanarak betonun geçici basınç dayanımının ortalama değerini hesaplayabilirsiniz:

burada n 1, n 2,.., n k, R 1, R 2,…, R k kuvvetinin kaydedildiği deney sayısıdır, n, toplam deney sayısıdır. Gücün yayılması (ortalamadan sapma), standart sapma (standart) ile karakterize edilir.

veya varyasyon katsayısı ν = σ/R m. Formül (2.8)'de Δ ben = R ben - R m.

Olasılık teorisi yöntemlerini kullanarak σ'yu hesapladıktan sonra, belirli bir güvenilirliğe (güvenlik) sahip olacak Rn kuvvetinin değerini bulabiliriz:

burada æ bir güvenilirlik göstergesidir.

æ ne kadar yüksekse (bkz. Şekil 2.3,a), R m - æσ mukavemetini gösterecek numunelerin sayısı o kadar fazla ve daha fazlası, güvenilirlik o kadar yüksek olur. Hesaplamaya girilen minimum mukavemet olarak R n =R m - σ alırsak (yani, æ = 1 ayarı), o zaman tüm örneklerin %84'ü (küp, prizma, sekizli olabilirler) aynı veya daha büyük mukavemeti gösterecektir. (güvenilirlik 0,84). æ = %1,64-95'te numunelerin mukavemeti R n =R m - 1,64σ veya daha fazla olacaktır ve æ = 3 - %99,9'da numunelerin mukavemeti R n =R m -Зσ'dan düşük olmayacaktır. Bu nedenle, hesaplamaya R m -Зσ değerini girerseniz, o zaman yalnızca bin kişiden birinde güç kabul edilenden daha düşük olacaktır. Bu fenomen neredeyse inanılmaz kabul ediliyor.

Standartlara göre tesiste kontrol edilen ana karakteristik; Beton sınıfı “B”*, 0,95 güvenilirlikle 15 cm kenarlı beton küpün mukavemetini temsil eder. Sınıfa karşılık gelen mukavemet, æ = 1.64 ile formül (2.9) ile belirlenir.

ν değeri geniş sınırlar içerisinde değişebilir.

Üretici, belirli üretim koşulları için belirlenen ν katsayısını dikkate alarak beton sınıfına karşılık gelen Rn dayanımını sağlamalıdır. Üretimi iyi organize edilmiş (homojenliği yüksek beton üreten) işletmelerde, gerçek değişim katsayısı küçük olacak, betonun ortalama dayanımı [bkz. formül (2.10)] daha düşük alınabilir, böylece çimento tasarrufu yapılabilir. İşletme tarafından üretilen betonun mukavemetinde büyük bir değişkenlik varsa (büyük bir değişim katsayısı), o zaman gerekli Rn değerlerini sağlamak için, aşırı tüketime neden olacak beton mukavemeti Rm'yi arttırmak gerekir. çimento.

* 1984 yılına kadar betonun dayanımının temel özelliği, betonun geçici basınç dayanımı Rm'nin kgf/cm2 cinsinden ortalama değeri olarak tanımlanan derecesiydi.

Beton prizmaların eksenel sıkıştırmaya karşı standart direnci Rb,n (prizmatik dayanım), prizmatik ve kübik dayanımı birbirine bağlayan ilişki (1.1) dikkate alınarak kübik dayanımın standart değeri ile belirlenir. Rb,n değerleri tabloda verilmiştir. 2.1.

Betonun çekme dayanımının kontrol edilmediği durumlarda betonun eksenel gerilime R bt,n karşı standart direnci, çekme dayanımını basınç dayanımı ile bağlayan ilişki (1.2) dikkate alınarak kübik dayanımın standart değeri ile belirlenir. R bt,n değerleri tabloda verilmiştir. 2.1.

Betonun çekme dayanımı, üretim sırasında numunelerin doğrudan test edilmesiyle kontrol ediliyorsa, standart eksenel çekme direncinin şuna eşit olduğu varsayılır:

ve çekme dayanımı açısından beton sınıfını karakterize eder.

Birinci grup Rb ve Rbt'nin sınır durumları için betonun tasarım dirençleri, standart dirençlerin, basınç γ bc veya gerilim γ bt'deki betonun karşılık gelen güvenilirlik katsayılarına bölünmesiyle belirlenir:

Ağır beton için γ bc = 1,3; γ bt = 1,5.

Bu katsayılar, gerçek yapılardaki betonun mukavemetinin numunelerdeki mukavemetten farklılığı ve yapıların üretim ve işletme koşullarına bağlı olarak bir dizi diğer faktör nedeniyle standarda kıyasla gerçek mukavemette azalma olasılığını dikkate alır. .

Tablo 2.1.

Ağır betonun mukavemet ve deformasyon özellikleri

Grup II R b,ser ve R bt,ser sınır durumları için betonun tasarım dirençleri güvenlik faktörleri γ bc = γ bt = 1 ile belirlenir, yani. normatif dirençlere eşit olarak alınır. Bu, grup II'nin sınır durumlarının başlangıcının grup I'den daha az tehlikeli olmasıyla açıklanmaktadır, çünkü kural olarak yapıların ve elemanlarının çökmesine yol açmaz.

Beton ve betonarme yapıları hesaplarken, gerekirse betonun tasarım direnci, aşağıdakiler dikkate alınarak çalışma koşulları katsayıları γ bi ile çarpılır: yükün etki süresi ve tekrarlanabilirliği, üretim koşulları, yapının doğası vb. örneğin, uzun vadeli bir yük için beton mukavemetinde meydana gelen azalmayı hesaba katmak için, kısa süreli yükleri hesaba katarken γ b 2 = 0,85...0,9 katsayısını girin - γ b 2 = 1,1.

■ Takviyenin standart ve tasarım direnci . Takviyenin standart direnci R sn, kontrol edilen en düşük değerlere eşit olarak alınır: çubuk takviyesi, yüksek mukavemetli tel ve takviye halatları için - akma mukavemeti, fiziksel σ y veya koşullu σ 0,2; sıradan takviye teli için - GOST bu telin akma mukavemetini düzenlemediğinden, çekme mukavemetinin 0,75'ine eşit bir voltaj.

Standart direnç R sn değerleri, betonarme için olduğu gibi, 0,95 güvenilirlikle, takviye çeliği için mevcut standartlara uygun olarak alınır (Tablo 2.2).

Grup I ve II'nin sınır durumları için takviye R s ve R s,ser'in hesaplanan çekme mukavemetleri (Tablo 2.2), standart dirençlerin takviye γ s için karşılık gelen güvenilirlik faktörlerine bölünmesiyle belirlenir:

Güvenilirlik faktörü, Rs ve Rsn'nin aşırı yakınlaşması durumunda elemanların yok olma olasılığını dışlayacak şekilde ayarlanır. Çubukların kesit alanının değişkenliğini, takviyenin plastik deformasyonlarının erken gelişimini vb. dikkate alır. A-I, A-II sınıflarının çubuk takviyesi için değeri 1,05; sınıf A-III - 1.07...1.1; sınıflar A-IV, A-V-1.15; A-VI sınıfları - 1.2; Bp-I, B-I - 1.1 sınıflarının tel takviyesi için; sınıflar B-II, VR-II, K-7, K-19-1,2.

Grup II'nin sınır durumlarını kullanarak hesaplama yaparken, tüm takviye türleri için güvenilirlik katsayısının değeri bire eşit alınır, yani. hesaplanan dirençler R s, s er sayısal olarak standart olanlardan farklıdır.

R sc takviyesinin tasarım basınç direncini belirlerken, yalnızca çeliğin özellikleri değil, aynı zamanda betonun nihai sıkıştırılabilirliği de dikkate alınır. ε bcu = 2Х·10 -3, çeliğin elastik modülü E s = 2·10 -5 MPa alınırsa, beton kırılmadan önce donatıda elde edilen en yüksek gerilme σ sc'yi beton ve donatıdaki birleşim yerlerindeki deformasyonlar durumundan elde edebiliriz σ sc = ε bcu E s = ε s E s . Standartlara göre, R sc takviyesinin hesaplanan basınç direnci, 400 MPa'yı aşmıyorsa R s'ye eşit alınır; daha yüksek bir Rs değerine sahip takviye için hesaplanan direnç Rsc 400 MPa (veya sıkıştırma aşamasında hesaplanırken 330 MPa) olarak alınır. Uzun süreli yük altında betonun sünmesi donatıdaki basınç gerilmesinin artmasına neden olur. Bu nedenle, betonun tasarım direnci, çalışma koşulları katsayısı γ b 2 = 0,85...0,9 (yani, yükün uzun süreli etkisi dikkate alınarak) dikkate alınarak alınırsa, ilgili tasarıma bağlı olarak buna izin verilir. A-IV sınıfı çelikler için R sc değerini 450 MPa'ya, At-IV ve daha yüksek sınıf çelikler için 500 MPa'ya çıkarmak.

Sınır durumları grup I'e göre yapılar hesaplanırken, gerekirse takviyenin hesaplanan dirençleri, bölümdeki gerilimlerin eşit olmayan dağılımı, kaynaklı bağlantıların varlığı dikkate alınarak çalışma koşullarının katsayıları γ si ile çarpılır, çoklu yük etkileri vb. Örneğin, yüksek mukavemetli takviyenin koşullu akma dayanımının üzerindeki gerilimlerde çalışması, değeri takviye sınıfına bağlı olan ve 1,1 ile 1,1 arasında değişen çalışma koşulları katsayısı γ s6 ile dikkate alınır. 1.2 (bkz. § 4.2).

Tablo 2.2.

Mukavemet ve deformasyon özellikleri

çeliklerin ve halatların güçlendirilmesi.

Not. Tabloda çubuk donatı sınıfları, karşılık gelen sınıfın tüm donatı türlerini ifade eder; örneğin, A-V sınıfı aynı zamanda A t -V, A t -VCK vb. anlamına da gelir.

■ Hesaplamanın temel ilkeleri.

· Grup I sınır durumlarına (taşıma kapasitesi) göre hesaplama yaparken koşulun karşılanması gerekir

F

İfadenin (2.14) sol tarafı, tasarım yükleri veya darbelerinin en elverişsiz kombinasyonu altında elemanın kesitindeki pratik olarak mümkün olan maksimum kuvvete eşit tasarım kuvvetini temsil eder; γ f >1'de tasarım yükleri q'nun neden olduğu kuvvetlere, kombinasyon katsayılarına ve γ n yapılarının amacına yönelik güvenilirlik faktörlerine bağlıdır. Tasarım kuvveti F, yapıların elverişsiz veya uygun çalışma koşulları dikkate alınarak, malzemelerin tasarım dirençlerinin ve çalışma koşulları katsayılarının γ bi, γ si'nin bir fonksiyonu olan F u bölümünün tasarım yük taşıma kapasitesini aşmamalıdır, bölümün şekilleri ve boyutlarının yanı sıra.

Dış yük 1 ve taşıma kapasitesi 2'den gelen kuvvetlerin dağılımının eğrileri (Şekil 2.3, b), yukarıda tartışılan faktörlerin değişkenliğine bağlıdır ve Gauss yasasına uyar. Grafiksel olarak ifade edilen (2.14) koşulunun yerine getirilmesi, yapının gerekli yük taşıma kapasitesini garanti eder.

Grup II sınır durumlarına göre hesaplama yapılırken:

· yer değiştirmelere göre - standart yük f'den sapmaların, belirli bir yapısal eleman f ≤ f u için standartlar tarafından belirlenen sapmaların sınır değerlerini aşmaması gerekir. fu değeri şu şekilde alınır;

· çatlak oluşumu için - tasarımdan veya standart yükten kaynaklanan kuvvet, F ≤ F crc kesitinde çatlakların görüldüğü kuvvetten küçük veya ona eşit olmalıdır;

· normal ve eğimli çatlakların açılmasıyla ilgili olarak - çekme takviyesi seviyesindeki açıklıklarının genişliği, a cr c , u a crc ≤ a cr c , u = 0.l standartlarında belirlenen maksimum açılma sınırından az olmalıdır. ..0,4 mm.

Gerekli durumlarda, tam yükten oluşan çatlakların, uzun bir kısmının etkisi altında güvenilir bir şekilde kapatılması (sıkıştırılması) gerekir. Bu durumlarda çatlakların kapatılmasına yönelik hesaplamalar yapılır.

KENDİ TEST SORULARI:

1. Betonarme elemanların bükülmesinde gerilme-gerinim durumunun aşamaları. Mukavemet, çatlak direnci ve sehim hesaplanırken bu aşamalardan hangisi kullanılır?

2. Öngerilmeli yapıların gerilme-gerinim durumunun özellikleri.

3. İzin verilen gerilmelere ve yıkıcı yüklere dayalı olarak kesitlerin hesaplanmasına yönelik yöntemlerin temel prensipleri. Bu yöntemlerin dezavantajları.

4. Limit durum yöntemini kullanarak hesaplamanın temel prensipleri.

Limit durum grupları.

5. Sınır durum I ve II grubu için hesaplamaların amaçları nelerdir?

6. Yüklerin sınıflandırılması ve tasarım kombinasyonları.

7. Standart ve tasarım yükleri. Güvenilirlik faktörleri

yüke göre. Ne ölçüde farklılık gösteriyorlar?

8. Betonun standart direnci. Ortalamayla nasıl bir ilişkisi var?

kuvvet? Hangi güvenlikle atanır?

9. Grup I ve II için betonun tasarım dayanımı nasıl belirlenir?

sınır durumları? Güvenilirlik katsayıları ve çalışma koşulları katsayıları hangi amaçla kullanılmaktadır?

10. Çeşitli çelikler için donatının standart direnci nasıl belirlenir?

11. Takviyenin tasarım direnci, güvenilirlik faktörleri

ve çalışma koşulları.

12. Oluşumu hariç tutan koşulları genel terimlerle yazın

Grup I ve II'nin sınır durumlarını ve anlamlarını açıklayınız.