Bina yapıları, her şeyden önce, yeterli güvenilirliğe sahip olmalıdır - yani, belirli işlevleri belirli bir süre için uygun koşullar altında yerine getirme yeteneği. Performansın, kendisine sağlanan işlevlerden en az birinin bir bina yapısı tarafından sona ermesine ret denir.

Dolayısıyla ret, sonucu sosyal veya ekonomik kayıplar olan böyle rastgele bir olayın meydana gelme olasılığı olarak anlaşılmaktadır. Yenilmeden önceki andaki yapının sınırlayıcı duruma geçtiği kabul edilir.

Sınır durumlar, başlangıçta yapının kendisine dayatılan gereksinimleri karşılamayı bıraktığı, yani dış yüklere direnme yeteneğini kaybettiği veya kabul edilemez yer değiştirmeler veya yerel hasar aldığı durumlardır.

Bina yapılarında sınırlayıcı durumların ortaya çıkmasının nedenleri aşırı yüklenmeler, yapıldıkları malzemelerin düşük kalitesi ve daha fazlası olabilir.

Söz konusu yöntem ile önceki hesaplama yöntemleri (izin verilen gerilmelere dayalı hesaplama) arasındaki temel fark, burada ve tek bir güvenlik faktörü yerine yapıların sınırlayıcı durumlarının açıkça belirlenmesidir. k En elverişsiz (ama gerçekten mümkün) koşullar altında bu koşulların başlamasına karşı belirli bir güvenliği olan bir yapıyı garanti eden bir hesaplanmış katsayılar sistemi hesaplamaya dahil edilir. Şu anda, bu hesaplama yöntemi ana resmi yöntem olarak kabul edilmektedir.

Betonarme yapılar, iki nedenden biri nedeniyle gerekli performansı kaybedebilir:

1. Taşıma kapasitesinin tükenmesi sonucu (en yüklü bölümlerde malzemenin tahribatı, tek tek elemanların veya bir bütün olarak yapının stabilitesinin kaybı);

2. Aşırı deformasyonlar (sehimler, titreşimler, oturmalar) ve ayrıca çatlak oluşumu veya aşırı açılması nedeniyle.

Yapıların performansının düşmesine neden olabilecek bu iki nedene uygun olarak, normlar sınırlayıcı durumlarının iki grubunu oluşturur:

Taşıma kapasitesine göre (birinci grup);

Normal çalışmaya uygunluğuna göre (ikinci grup).

Hesaplamanın görevi, üretim, nakliye, kurulum ve işletme süresi boyunca dikkate alınan yapıda herhangi bir sınırlayıcı durumun başlamasını önlemektir.

Birinci grubun sınırlayıcı durumları için hesaplamalar, yapının çalışma süresi boyunca ve işin diğer aşamaları için sağlamlığını, form stabilitesini, pozisyon stabilitesini, dayanıklılığını vb. sağlamalıdır.

İkinci grubun sınırlayıcı durumları için hesaplamalar, yapının çalışması sırasında ve çalışmasının diğer aşamalarında, genişlikte aşırı çatlak açılmasının, donatının erken korozyonuna veya oluşumuna yol açmasını önlemek için yapılır. aşırı hareketler gibi

Tasarım faktörleri

Bunlar, malzemelerin (beton ve donatı) yükleri ve mekanik özellikleridir. İstatistiksel değişkenliğe veya değer dağılımına sahiptirler. Sınırlayıcı durumlar için hesaplamalarda, yüklerin değişkenliğini ve malzemelerin mekanik özelliklerini ve ayrıca beton ve donatının çalışması için çeşitli olumsuz veya elverişli koşulları, üretim ve çalıştırma koşullarını dikkate alırlar (örtük bir biçimde). bina ve yapıların elemanları.

Yükler, malzemelerin mekanik özellikleri ve tasarım faktörleri normalleştirilir. Betonarme yapılar tasarlanırken, yükler, beton dirençler ve donatı değerleri 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, eylemlerinin süresine bağlı olarak kalıcı ve geçici olarak ayrılır. İkincisi, sırayla, uzun vadeli, kısa vadeli ve özel olarak alt bölümlere ayrılır.

Bunlar: insanların ağırlığı, ekipman bakım ve onarımı alanlarındaki onarım malzemeleri, tam standart değere sahip kar yükleri, rüzgar yükleri, yapı elemanlarının imalatından, taşınmasından ve montajından kaynaklanan yükler ve diğerleri.

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

Normatif yükler, binaların ve yapıların normal işletimi sırasında büyüklük olarak mümkün olan en büyük değere yakın yükler veya darbeler olarak adlandırılır. Değerleri standartlarda verilmiştir.

Olumsuz yönde yüklerin değişkenliği, yük için güvenilirlik katsayısı ile değerlendirilir. y f.

Dayanım veya stabilite için yapıyı hesaplamak için g yükünün hesaplanan değeri, normal değeri çarpılarak belirlenir. g nγ f katsayısı ile, genellikle 1'den büyük

Değerler, yüklerin niteliğine ve büyüklüklerine bağlı olarak farklılık gösterir. Yani, örneğin, beton ve betonarme yapıların kendi ağırlığını dikkate alarak = 1.1; fabrikada gerçekleştirilen çeşitli şapların, dolguların, yalıtımın kendi ağırlığı dikkate alındığında, = 1.2 ve şantiyede = 1.3. Düzgün yayılı yükler için yük güvenlik faktörleri alınmalıdır:

1.3 - 2 kPa'dan (2 kN / m2) daha az tam standart değerle;

1.2 - tam standart değeri 2 kPa (2 kN / m 2) ve daha fazlası ile. Pozisyonun yükselme, devrilme ve kaymaya karşı stabilitesini hesaplarken ve ayrıca kütledeki bir azalmanın yapının çalışma koşullarını kötüleştirdiği diğer durumlarda yükün kendi ağırlığı için güvenilirlik katsayısı 0,9'a eşit alınır.

İkinci grubun sınırlayıcı durumları için hesaplamalar standart yüklere göre veya γ f = 1 ile alınan hesaplanmış yüklere göre yapılır.

Binalar ve yapılar, çeşitli yüklerin aynı anda etkisine maruz kalır. Bu nedenle, bir binanın veya yapının bir bütün olarak veya tek tek unsurlarının hesaplanması, bu yüklerin veya bunların neden olduğu çabaların en elverişsiz kombinasyonları dikkate alınarak yapılmalıdır. Tasarım sırasında elverişsiz, ancak gerçekten olası yük kombinasyonları, SNiP 2.01.07-85 * tavsiyelerine göre seçilir.

Dikkate alınan yüklerin bileşimine bağlı olarak, aşağıdaki kombinasyonlar ayırt edilir:

- ana sabit, uzun vadeli ve kısa vadeli yükler dahil

Т = ΣТ gönderi + ψ 1 ΣТ süre + ψ 2 ΣТ kez,

burada T = M, T, Q;

ψ - kombinasyon katsayısı (1 kısa vadeli yük dikkate alınırsa, o zaman ψ 1 = ψ 2 = 1.0, kombinasyon 2 veya daha fazla kısa vadeli 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

limit durum hesaplaması

Limit durumları (I ve II) için temel hesaplama ilkeleri.

1 sınır durumu- taşıma kapasitesi, stabilite ve şekil kaybının imkansızlığı için koşulların sağlanması.

2 sınır durumu- normatif olanları aşan deformasyonları önlerken binaların ve yapıların normal çalışmaya uygunluğunun sağlanması (kararlılık kaybı olmaz).

1 PS için, hesaplama her zaman 2 için (çatlak direnci için) yapılır - sadece esnek temeller (şerit, levha) için.

1 PS için, aşağıdaki durumlarda hesaplamalar yapılır:

1) tabana önemli bir yatay yük aktarılır.

2) temel bir yamaçta veya yakınında bulunur veya temel, büyük düşen toprak plakaları ile katlanır.

3) taban, su doygunluk indeksi S r ≥ 0.8 ve konsolidasyon oranı y ≤107 cm2 / yıl olan, yavaşça sıkıştırılan suya doymuş siltli killi topraklardan oluşur - nötr basınçta toprak iskeletinin gücü.

4) taban kayalık topraktan yapılmıştır.

1 PS için tasarım koşulu:

F u - tabanın nihai direnç kuvveti,

γ c = 0.8..1.0 - zemin temelinin NT'ye çalışma koşulları,

γ n = 1,1..1,2 - to-nt güvenilirliği, binanın amacına bağlıdır.

2 PS - her zaman gerçekleştirilir.

S ≤ Su- tahmini yakalama (en P ≤ R), burada P, temelin ayağının altındaki basınçtır.

R, hesaplanan toprak direncidir.

Yöntemin özü

Durumları sınırlayarak yapıları hesaplama yöntemi, yıkıcı kuvvetleri hesaplama yönteminin daha da geliştirilmesidir. Bu yöntemi kullanarak hesaplarken, yapıların sınırlayıcı durumları açıkça belirlenir ve en olumsuz yük kombinasyonlarında ve dayanım özelliklerinin en düşük değerlerinde yapıyı bu durumların başlangıcına karşı garanti eden bir tasarım katsayıları sistemi sunulur. malzemelerden.

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

2. İki grup limit durumu

Sınır durumlar, yapılar işletim sırasında kendilerine dayatılan gereksinimleri karşılamayı bıraktığında, yani dış yüklere ve etkilere direnme yeteneğini kaybettiğinde veya kabul edilemez yer değiştirmeler veya yerel hasar aldığında dikkate alınır.

Betonarme yapılar, iki sınırlayıcı durum grubu için tasarım gereksinimlerini karşılamalıdır: taşıma kapasitesi için - birinci sınırlayıcı durum grubu; normal çalışmaya uygunluk için - ikinci sınırlayıcı durum grubu.

Birinci grubun limit durumları için hesaplama aşağıdakileri önlemek için yapılır:

Gevrek, sünek veya diğer tahribatlar (gerekirse yapının yıkımdan önceki sapması dikkate alınarak mukavemet hesaplaması);

yapının şeklinin stabilite kaybı (ince duvarlı yapıların stabilitesi için hesaplama vb.) veya konumu (istinat duvarlarının devrilmesi ve kayması için hesaplama, eksantrik yüklü yüksek temeller; gömülü veya yeraltı tanklarının yükselişi için hesaplama , vesaire.);

yorulma hatası (tekrarlayan hareketli veya titreşimli yükün etkisi altındaki yapıların dayanıklılığı için hesaplama: vinç kirişleri, traversler, çerçeve temelleri ve dengesiz makineler için zeminler, vb.);

kuvvet faktörlerinin birleşik etkisinden ve dış ortamın olumsuz etkilerinden (agresif bir ortama periyodik veya sürekli maruz kalma, alternatif donma ve çözülme eylemi, vb.) tahribat.

İkinci grubun sınırlayıcı durumları için hesaplama aşağıdakileri önlemek için yapılır:

çatlakların aşırı veya uzun süreli açılması (çalışma koşullarına göre, çatlakların oluşumuna veya uzun süreli açılmasına izin veriliyorsa);

aşırı hareketler (sapmalar, dönme açıları, yanlış hizalama açıları ve titreşim genlikleri).

Bir bütün olarak yapının sınırlayıcı durumlarının yanı sıra tek tek elemanlarının veya parçalarının hesaplanması, tüm aşamalar için gerçekleştirilir: imalat, nakliye, kurulum ve işletme; bu durumda, tasarım şemaları, benimsenen tasarım çözümlerine ve listelenen aşamaların her birine uygun olmalıdır.

3. Hesaplanan faktörler

Hesaplama faktörleri - beton ve donatının yükler ve mekanik özellikleri (nihai dayanım, akma gerilimi) - istatistiksel değişkenliğe (değer aralığı) sahiptir. Yükler ve eylemler, belirtilen ortalama değerlerin aşılması olasılığından farklı olabilir ve malzemelerin mekanik özellikleri, belirtilen ortalama değerlerin düşme olasılığından farklı olabilir. Sınır durumları için hesaplamalarda, yüklerin istatistiksel değişkenliği ve malzemelerin mekanik özellikleri, istatistiksel olmayan faktörler ve beton ve donatıların çalışması için çeşitli olumsuz veya elverişli fiziksel, kimyasal ve mekanik koşullar, bina elemanlarının imalatı ve işletimi ve yapılar dikkate alınır. Yükler, malzemelerin mekanik özellikleri ve tasarım faktörleri normalleştirilir.

Yüklerin, betonun ve donatının direncinin değerleri, SNiP "Yükler ve Darbeler" ve "Beton ve Betonarme Yapılar" bölümlerine göre belirlenir.

4. Yüklerin sınıflandırılması. Standart ve tasarım yükleri

Eylemin süresine bağlı olarak yükler kalıcı ve geçici olarak ikiye ayrılır. Geçici yükler, sırayla, uzun vadeli, kısa vadeli, özel olarak alt bölümlere ayrılır.

Bina ve yapıların taşıyıcı ve çevre yapılarının ağırlığından, zeminin kütlesi ve basıncından, öngerilmeli betonarme yapıların etkisi sabittir.

Uzun süreli yükler, zemindeki sabit ekipmanın ağırlığından - makineler, aparatlar, motorlar, tanklar vb.; kaplardaki gazların, sıvıların, dökme katıların basıncı; depolar, buzdolapları, arşivler, kütüphaneler ve benzeri bina ve yapılardaki yükler; konutlarda, ofislerde ve evlerde normlar tarafından belirlenen geçici yükün bir kısmı; sabit ekipmandan kaynaklanan uzun vadeli sıcaklık teknolojik etkileri; bir tavan vincinden veya bir tavan vincinden gelen yükler 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. Belirtilen vincin değerleri, bazı geçici ve kar yükleri tam değerlerinin bir parçasını oluşturur ve bu tür yüklerin yer değiştirmeler, deformasyonlar ve çatlamalar üzerindeki etkisinin süresi dikkate alınarak hesaplamaya dahil edilir. Bu yüklerin tam değerleri kısa sürelidir.

Kısa süreli yükler, ekipman bakım ve onarım alanlarındaki insanların, parçaların, malzemelerin ağırlığından - koridorlar ve ekipmansız diğer alanlardan; konut ve kamu binalarının katlarındaki yükün bir kısmı; yapı elemanlarının imalatı, nakliyesi ve montajından kaynaklanan yükler; bina ve yapıların yapımında veya işletilmesinde kullanılan havai ve köprü vinçlerinden gelen yükler; kar ve rüzgar yükleri; sıcaklık iklimsel etkiler.

Özel yükler şunları içerir: sismik ve patlayıcı etkiler; ekipmanın arızalanması veya bozulmasından ve teknolojik sürecin keskin bir şekilde bozulmasından kaynaklanan yükler (örneğin, sıcaklıkta keskin bir artış veya azalma ile vb.); toprağın yapısındaki radikal bir değişikliğin eşlik ettiği tabanın düzensiz deformasyonlarının etkileri (örneğin, ıslatma sırasında çöken toprakların deformasyonu veya çözülme sırasında permafrost), vb.

Standart yükler, önceden belirlenmiş bir ortalama değerleri aşma olasılığı veya nominal değerler için normlar tarafından belirlenir. Standart sabit yükler, geometrik ve tasarım parametrelerinin tasarım değerlerine ve ortalama yoğunluk değerlerine göre alınır. Standart geçici teknolojik ve kurulum yükleri, normal çalışma için sağlanan en yüksek değerlere ayarlanmıştır; kar ve rüzgar - tekrarlarının belirli bir ortalama süresine karşılık gelen yıllık olumsuz değerlerin veya olumsuz değerlerin ortalamasına göre.

Yapıların dayanım ve stabilite analizi için tasarım yükleri, standart yükün, genellikle birden büyük olan yük güvenlik faktörü Vf ile çarpılmasıyla belirlenir, örneğin, g = gnyf. Beton ve betonarme yapıların ağırlığından güvenilirlik faktörü Yf = M; hafif agregalar (ortalama 1800 kg / m3 veya daha az yoğunluğa sahip) ve fabrikada yapılan çeşitli şaplar, dolgular, ısıtıcılar üzerindeki beton yapıların ağırlığından, Yf = l, 2, tesisatta yf = \, 3; değerlerine bağlı olarak çeşitli geçici yüklerden yf = it 2 ... 1.4. Pozisyonun yükselme, devrilme ve kaymaya karşı stabilitesini hesaplarken ve ayrıca kütledeki bir azalmanın yapının çalışma durumunu kötüleştirdiği diğer durumlarda yapıların ağırlığından aşırı yük katsayısı 7f = 0.9 olarak alınır. İnşaat aşamasında yapılar hesaplanırken, hesaplanan kısa vadeli yükler 0,8 faktörü ile çarpılır. Deformasyonlar ve yer değiştirmeler için yapıların tasarımı için tasarım yüklerinin (ikinci sınırlayıcı durumlar grubu için) Yf -1- katsayısı ile standart değerlere eşit olduğu varsayılır.

Yüklerin kombinasyonu. Hesaplama esnek olmayan bir şemaya göre yapılırsa, yapılar çeşitli yük kombinasyonları veya karşılık gelen kuvvetler için tasarlanmalıdır. Dikkate alınan yüklerin bileşimine bağlı olarak, aşağıdakiler ayırt edilir: kalıcı, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerden veya nnh'den gelen çabalardan oluşan temel kombinasyonlar; kalıcı, uzun vadeli, olası kısa vadeli ve bunlardan kaynaklanan özel yüklerden veya çabalardan oluşan özel kombinasyonlar.

Temel yük kombinasyonlarının ^ ve gruplarını ele alıyoruz. Birinci grubun ana kombinasyonları için yapılar hesaplanırken sabit, uzun vadeli ve bir kısa vadeli yükler dikkate alınır; ikinci grubun ana kombinasyonları için yapıları hesaplarken, sabit, uzun vadeli ve iki (veya daha fazla) kısa vadeli yük dikkate alınır; kısa vadeli değerler ise

yükler veya bunlara karşılık gelen çabalar, 0,9'a eşit bir kombinasyon faktörü ile çarpılmalıdır.

Özel kombinasyonlar için yapılar hesaplanırken, deprem bölgelerindeki binaların ve yapıların tasarımı için standartlarda belirtilen durumlar dışında, kısa süreli yüklerin veya karşılık gelen kuvvetlerin değerleri 0,8'e eşit bir kombinasyon katsayısı ile çarpılmalıdır.

Normlar ayrıca, yüklenen zeminin alanına bağlı olarak kirişleri ve kirişleri hesaplarken hareketli yüklerin azaltılmasına da izin verir.

5. Bina ve yapıların sorumluluk derecesi

Bir yapının ve yapıların sınır durumlarına ulaştığındaki sorumluluk derecesi, maddi ve sosyal zararın miktarına göre belirlenir. Yapıları tasarlarken, değeri binaların veya yapıların sorumluluk sınıfına bağlı olan üniter girişimin amacı için güvenilirlik faktörünü dikkate almak gerekir. Taşıma gücünün nihai değerleri, hesaplanan direnç değerleri, deformasyonların sınır değerleri, çatlakların açılması veya hesaplanan yük, kuvvet veya diğer etkilerin bu faktörle çarpılması, amaçlanan amaç için güvenlik faktörüne bölünmelidir.

Prekast beton ürünleri fabrikalarında yapılan deneysel çalışmalar, ağır betonlar ve gözenekli agregalar üzerindeki betonlar için standartlarda kabul edilen varyasyon katsayısının V ~ 0.135 olduğunu göstermiştir.

Matematiksel istatistiklerde, pa veya ni kullanarak, nihai direnç değerlerinin tekrarlanma olasılığı B'den azdır. x = 1.64 alırsak, değerlerin tekrarı 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 mukavemeti açısından beton sınıfını kontrol ederken, eksenel gerilmeye karşı normatif beton direnci Rbtn, garanti edilen mukavemetine (sınıfına) eşittir. eksenel gerilim.

Birinci sınırlayıcı durumlar grubuna göre hesaplama için betonun tasarım dirençleri, standart dirençlerin, sıkıştırma yc = 1.3 prn çekme t = 1.5 ve çekme dayanımı yy = \ kontrol edildiğinde beton için karşılık gelen güvenlik faktörlerine bölünmesiyle belirlenir. , 3. Betonun eksenel sıkıştırmaya karşı tasarım direnci

B50, B55, B60 sınıflarındaki ağır betonun tasarım basınç dayanımı, sırasıyla 0.95'e eşit olan yüksek dayanımlı betonun mekanik özelliklerinin (sünme deformasyonlarının azaltılması) özelliklerini dikkate alan katsayılarla çarpılır; 0.925 ve 0.9.

Hesaplanan yuvarlatma ile beton dayanım değerleri Ek'te verilmiştir. BEN.

Yapısal elemanları hesaplarken, beton Rb ve Rbt'nin tasarım dirençleri azalır ve bazı durumlarda, beton özelliklerinin özellikleri dikkate alınarak, betonun çalışma koşullarının karşılık gelen katsayıları ile çarpılarak arttırılır: yükün süresi ve süresi. çoklu tekrarlanabilirlik; inşaat işinin koşulları, doğası ve aşaması; üretim yöntemi, bölümün boyutları vb.

Birinci sınırlayıcı durumlar grubuna göre yapıların tasarımında kullanılan, donatı betona yapıştırıldığında, donatının sıkıştırmaya karşı tasarım direnci Rsc, donatının Rs karşılık gelen tasarım çekme dayanımına eşit olarak alınır, ancak 400 MPa'dan fazla değil (betonun nihai sıkıştırılabilirlik küvetine göre). Betonun tasarım direncinin uzun süreli yükleme altında alındığı yapıları hesaplarken, çalışma koşullarının katsayısını dikkate alarak y & 2

Yapısal elemanları hesaplarken, donatının tasarım dirençleri azalır veya bazı durumlarda, gerilmelerin eşit olmayan dağılımı nedeniyle dayanım özelliklerinin eksik kullanılma olasılığını dikkate alarak, çalışma koşullarının ySi karşılık gelen katsayıları ile çarpılarak artar. kesit, düşük beton dayanımı, ankraj koşulları, dirseklerin varlığı, çeliğin çekme diyagramının doğası, yapının çalışma koşullarına bağlı olarak özelliklerinin değişmesi vb.

Enine kuvvetin etkisi için elemanları hesaplarken, enine donatının tasarım dirençleri, donatıdaki gerilmelerin eğimli uzunluğu boyunca eşit olmayan dağılımı dikkate alınarak -um ^ OD çalışma koşulları katsayısı getirilerek azaltılır. Bölüm. Ek olarak, Bp-I sınıfı telden yapılmış kaynaklı enine donatı ve A-III sınıfı çubuk donatı için, kaynaklı kelepçe ekleminin gevrek kırılma olasılığı dikkate alınarak Vs2 = 0.9 katsayısı getirildi. Enine donatının tasarım dirençlerinin değerleri, yst katsayıları dikkate alınarak Rsw kesme kuvveti hesaplanırken tabloda verilmiştir. 1 ve 2 V.

Ek olarak, tasarım dirençleri Rs, Rsc ve Rsw, çalışma koşulları faktörleriyle çarpılmalıdır: Ys3, 7 * 4 - çoklu yük uygulamaları ile (bkz. Bölüm VIII); ysb ^ lx / lp veya düğüm ~ 1x / 1ap - stres transfer bölgesinde ve ankrajsız gerilmesiz takviyenin ankraj bölgesinde; 7 ^ 6 - "geleneksel akma dayanımının üzerindeki gerilmelerde yüksek mukavemetli donatı çalıştırırken (7®, 2.

İkinci sınırlayıcı durumlar grubuna göre hesaplama için donatının tasarım dirençleri, donatı 7s = 1 için güvenlik faktörü ile belirlenir, yani. standart değerler Rs, ser = Rsn'ye eşit olarak alınır ve donatının çalışma koşullarının katsayısı ile hesaplamaya girilir

Bir betonarme yapının çatlama direnci, gerilme-gerinim durumunun I. aşamasında çatlak oluşumuna karşı direnci veya gerilim-gerinim durumunun II. aşamasında çatlak açılmasına direnci olarak adlandırılır.

Bir betonarme yapının veya parçalarının çatlama direnci için, kullanılan donatı tipine bağlı olarak hesaplamada çeşitli gereksinimler uygulanır. Bu gereksinimler, elemanın boyuna eksenine normal ve eğik olan çatlaklar için geçerlidir ve üç kategoriye ayrılır:

Sabit, uzun süreli ve kısa süreli yüklerin etkisi altında çatlakların açılması kısa kabul edilir; çatlak açılması, yalnızca sabit ve uzun vadeli yüklerin etkisi altında uzun vadeli olarak kabul edilir. Binaların normal çalışmasının, donatının korozyon direncinin ve yapının dayanıklılığının, çatlak direnci gereksinimleri kategorisine bağlı olarak, 0,05-0,4 mm'yi geçmemesi gereken maksimum çatlak açıklığı genişliği (dcgc \ - kısa ve ccg2 uzun) (Tablo II .2).

Sıvı veya gazların basıncı altında (tanklar, basınçlı borular, vb.), çubuk veya tel takviyeli tamamen uzatılmış bir bölümü ve ayrıca 3 mm veya daha az çaplı tel takviyeli kısmen sıkıştırılmış bir bölümü olan öngerilmeli elemanlar, Birinci kategorilerin gereksinimlerini karşılayın. Yapının çalışma koşullarına ve donatı tipine bağlı olarak diğer öngerilmeli elemanlar, ikinci veya üçüncü kategorinin gereksinimlerini karşılamalıdır.

Çatlak direncinin hesaplanmasında yükleri hesaba katma prosedürü, çatlama direnci gereksinimleri kategorisine bağlıdır: birinci kategorinin gereksinimleri için, hesaplama, yf yükü için bir güvenlik faktörü ile tasarım yüklerine göre yapılır> l (kuvvet hesaplamasında olduğu gibi); ikinci ve üçüncü kategorilerin gereksinimleri için, hesaplama, V / = b katsayısına sahip yüklerin hareketine dayanmaktadır. ikinci kategori, yf> U katsayısı ile tasarım yüklerinin etkisi üzerinde gerçekleştirilir, çatlak oluşumuna ilişkin hesaplama, üçüncü kategorinin gereklilikleri ile çatlak açılması için gerekli kontrolleri belirlemek için, Y / - katsayısı ile yüklerin etkisini gerçekleştirir. 1. Çatlak direncinin hesaplanmasında, özel yükler hariç tüm yüklerin birleşik etkisi dikkate alınır. Çatlakların felaket bir duruma yol açtığı durumlarda, çatlak oluşumu hesaplanırken özel yükler dikkate alınır. İkinci kategorinin gereklilikleri ile çatlakların kapatılması için hesaplama, y ​​/ -1- katsayısı ile sabit ve uzun süreli yüklerin etkisi için yapılır. Yükleri dikkate alma prosedürü tabloda verilmiştir. PZ Donatıdan betona 1P gerilme transfer bölgesinin uzunluğu içindeki öngerilmeli elemanların uç kısımlarında, hesaplamaya Y / = L katsayısı ile girilen tüm yüklerin (özel olanlar hariç) birleşik etkisi altında çatlamaya izin verilmez. Bu gereklilik, elemanların uç kısımlarında betonda erken çatlamanın - yük altında betondan donatının çekilmesine ve ani tahribata yol açabilmesinden kaynaklanmaktadır.

sapmalarda artış. Bu çatlakların etkisi yapısal hesaplamalarda dikkate alınır. Çoklu tekrarlanan yüklerin S & koşulları altında çalışan ve dayanıklılık için hesaplanan elemanlar için, bu tür çatlakların oluşumuna izin verilmez.

Birinci grubun limit durumları. Mukavemet hesaplamaları, gerilim-gerinim durumunun III. aşamasına dayanmaktadır. Tasarım yüklerinden gelen kuvvetler, çalışma koşullarının katsayısı dikkate alınarak, malzemelerin tasarım dirençlerinde bölüm tarafından algılanan kuvvetleri aşmazsa, yapının kesiti gerekli mukavemete sahiptir. Tasarım yüklerinden T gelen kuvvet (örneğin, eğilme momenti veya boyuna kuvvet), standart yüklerin, güvenlik faktörlerinin ve diğer C faktörlerinin (tasarım modeli, dinamik faktör, vb.) bir fonksiyonudur.

İkinci grubun limit durumları. Elemanın uzunlamasına eksenine normal ve eğimli çatlak oluşumu için hesaplama, birinci kategorinin gereksinimlerinin uygulandığı elemanların çatlak direncini kontrol etmek ve ayrıca çatlakların görünüp görünmediğini belirlemek için yapılır. çatlama direnci ikinci ve üçüncü kategorilerin gereksinimlerine tabi olan elemanlar. Yüklerin etkisinden kaynaklanan T kuvveti (eğilme momenti veya boyuna kuvvet), elemanın kesiti tarafından algılanabilen TСгс kuvvetini aşmıyorsa, boyuna eksene dik çatlakların ortaya çıkmadığı kabul edilir.

Betondaki ana çekme gerilmelerinin hesaplanan değerleri aşmaması durumunda elemanın boyuna eksenine eğimli çatlakların oluşmadığı kabul edilir,

Boyuna eksene normal ve eğimli olan çatlakların açılması için hesaplama, gerilmiş donatı seviyesinde çatlakların açıklığının genişliğini belirlemek ve bunu maksimum açıklık genişliği ile karşılaştırmaktan oluşur. Nihai çatlak açılma genişliğine ilişkin veriler tabloda verilmiştir. II.3.

Yer değiştirmelerin hesaplanması, bir elemanın yüklerden sapmasını belirlemek, hareketlerinin süresini dikkate almak ve bunu nihai sapma ile karşılaştırmaktan oluşur.

Sınır sapmaları çeşitli gereksinimler tarafından belirlenir: vinçlerin normal çalışması nedeniyle teknolojik, teknolojik tesisler, makineler vb.; yapıcı, deformasyonları sınırlayan komşu elemanların etkisi, verilen eğimlere dayanma ihtiyacı vb.; estetik.

Teknolojik veya tasarım gereksinimleri ile sınırlı değilse, öngerilmeli elemanların nihai sapmaları, sapma yüksekliği ile arttırılabilir.

Sapmaları hesaplarken yükleri hesaba katma prosedürü şu şekilde belirlenir: teknolojik veya tasarım gereklilikleriyle sınırlandırıldığında - kalıcı, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerin etkisinde; estetik gereksinimlerle sınırlandırıldığında - sabit ve uzun süreli yüklerin etkisinde. Bu durumda yük için güvenilirlik faktörü Yf olarak alınır.

Çeşitli betonarme elemanlar için normlarla belirlenen sınır sehimleri Tablo II.4'te verilmiştir. Konsolun çıkıntısına atıfta bulunulan konsolların sınırlayıcı sapmaları iki kat daha büyük alınır.

Ek olarak, komşu elemanlarla ilgili olmayan betonarme döşeme plakaları, merdivenler, platformlar vb. 0,7 mm'yi geçmemelidir.

1. Yöntemin özü

Durumları sınırlayarak yapıları hesaplama yöntemi, yıkıcı kuvvetleri hesaplama yönteminin daha da geliştirilmesidir. Bu yöntemi kullanarak hesaplarken, yapıların sınırlayıcı durumları açıkça belirlenir ve en olumsuz yük kombinasyonlarında ve dayanım özelliklerinin en düşük değerlerinde yapıyı bu durumların başlangıcına karşı garanti eden bir tasarım katsayıları sistemi sunulur. malzemelerden.

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

2. İki grup limit durumu

Sınır durumlar, yapılar işletim sırasında kendilerine dayatılan gereksinimleri karşılamayı bıraktığında, yani dış yüklere ve etkilere direnme yeteneğini kaybettiğinde veya kabul edilemez yer değiştirmeler veya yerel hasar aldığında dikkate alınır.

Betonarme yapılar, iki sınırlayıcı durum grubu için tasarım gereksinimlerini karşılamalıdır: taşıma kapasitesi için - birinci sınırlayıcı durum grubu; normal çalışmaya uygunluk için - ikinci sınırlayıcı durum grubu.

yapının şeklinin stabilite kaybı (ince duvarlı yapıların stabilitesi için hesaplama vb.) veya konumu (istinat duvarlarının devrilmesi ve kayması için hesaplama, eksantrik yüklü yüksek temeller; gömülü veya yeraltı tanklarının yükselişi için hesaplama , vesaire.);

yorulma hatası (tekrarlayan hareketli veya titreşimli yükün etkisi altındaki yapıların dayanıklılığı için hesaplama: vinç kirişleri, traversler, çerçeve temelleri ve dengesiz makineler için zeminler, vb.);

kuvvet faktörlerinin birleşik etkisinden ve dış ortamın olumsuz etkilerinden (agresif bir ortama periyodik veya sürekli maruz kalma, alternatif donma ve çözülme eylemi, vb.) tahribat.

İkinci grubun sınırlayıcı durumları için hesaplama aşağıdakileri önlemek için yapılır:

çatlakların aşırı veya uzun süreli açılması (çalışma koşullarına göre, çatlakların oluşumuna veya uzun süreli açılmasına izin veriliyorsa);

aşırı hareketler (sapmalar, dönme açıları, yanlış hizalama açıları ve titreşim genlikleri).

Bir bütün olarak yapının sınırlayıcı durumlarının yanı sıra tek tek elemanlarının veya parçalarının hesaplanması, tüm aşamalar için gerçekleştirilir: imalat, nakliye, kurulum ve işletme; bu durumda, tasarım şemaları, benimsenen tasarım çözümlerine ve listelenen aşamaların her birine uygun olmalıdır.

3. Hesaplanan faktörler

Hesaplama faktörleri - beton ve donatının yükler ve mekanik özellikleri (nihai dayanım, akma gerilimi) - istatistiksel değişkenliğe (değer aralığı) sahiptir. Yükler ve eylemler, belirtilen ortalama değerlerin aşılması olasılığından farklı olabilir ve malzemelerin mekanik özellikleri, belirtilen ortalama değerlerin düşme olasılığından farklı olabilir. Sınır durumları için hesaplamalarda, yüklerin istatistiksel değişkenliği ve malzemelerin mekanik özellikleri, istatistiksel olmayan faktörler ve beton ve donatıların çalışması için çeşitli olumsuz veya elverişli fiziksel, kimyasal ve mekanik koşullar, bina elemanlarının imalatı ve işletimi ve yapılar dikkate alınır. Yükler, malzemelerin mekanik özellikleri ve tasarım faktörleri normalleştirilir.

Yüklerin, betonun ve donatının direncinin değerleri, SNiP "Yükler ve Darbeler" ve "Beton ve Betonarme Yapılar" bölümlerine göre belirlenir.

4. Yüklerin sınıflandırılması. Standart ve tasarım yükleri

Eylemin süresine bağlı olarak yükler kalıcı ve geçici olarak ikiye ayrılır. Geçici yükler, sırayla, uzun vadeli, kısa vadeli, özel olarak alt bölümlere ayrılır.

Bina ve yapıların taşıyıcı ve çevre yapılarının ağırlığından, zeminin kütlesi ve basıncından, öngerilmeli betonarme yapıların etkisi sabittir.

Uzun süreli yükler, zemindeki sabit ekipmanın ağırlığından - makineler, aparatlar, motorlar, tanklar vb.; kaplardaki gazların, sıvıların, dökme katıların basıncı; depolar, buzdolapları, arşivler, kütüphaneler ve benzeri bina ve yapılardaki yükler; konutlarda, ofislerde ve evlerde normlar tarafından belirlenen geçici yükün bir kısmı; sabit ekipmandan kaynaklanan uzun vadeli sıcaklık teknolojik etkileri; bir tavan vincinden veya bir tavan vincinden gelen yükler 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. Belirtilen vincin değerleri, bazı geçici ve kar yükleri tam değerlerinin bir parçasını oluşturur ve bu tür yüklerin yer değiştirmeler, deformasyonlar ve çatlamalar üzerindeki etkisinin süresi dikkate alınarak hesaplamaya dahil edilir. Bu yüklerin tam değerleri kısa sürelidir.

Kısa süreli yükler, ekipman bakım ve onarım alanlarındaki insanların, parçaların, malzemelerin ağırlığından - koridorlar ve ekipmansız diğer alanlardan; konut ve kamu binalarının katlarındaki yükün bir kısmı; yapı elemanlarının imalatı, nakliyesi ve montajından kaynaklanan yükler; bina ve yapıların yapımında veya işletilmesinde kullanılan havai ve köprü vinçlerinden gelen yükler; kar ve rüzgar yükleri; sıcaklık iklimsel etkiler.

Özel yükler şunları içerir: sismik ve patlayıcı etkiler; ekipmanın arızalanması veya bozulmasından ve teknolojik sürecin keskin bir şekilde bozulmasından kaynaklanan yükler (örneğin, sıcaklıkta keskin bir artış veya azalma ile vb.); toprağın yapısındaki radikal bir değişikliğin eşlik ettiği tabanın düzensiz deformasyonlarının etkileri (örneğin, ıslatma sırasında çöken toprakların deformasyonu veya çözülme sırasında permafrost), vb.

Standart yükler, önceden belirlenmiş bir ortalama değerleri aşma olasılığı veya nominal değerler için normlar tarafından belirlenir. Standart sabit yükler, geometrik ve tasarım parametrelerinin tasarım değerlerine ve ortalama yoğunluk değerlerine göre alınır. Standart geçici teknolojik ve kurulum yükleri, normal çalışma için sağlanan en yüksek değerlere ayarlanmıştır; kar ve rüzgar - tekrarlarının belirli bir ortalama süresine karşılık gelen yıllık olumsuz değerlerin veya olumsuz değerlerin ortalamasına göre.

Yapıların dayanım ve stabilite analizi için tasarım yükleri, standart yükün, genellikle birden büyük olan yük güvenlik faktörü Vf ile çarpılmasıyla belirlenir, örneğin, g = gnyf. Beton ve betonarme yapıların ağırlığından güvenilirlik faktörü Yf = M; hafif agregalar (ortalama 1800 kg / m3 veya daha az yoğunluğa sahip) ve fabrikada yapılan çeşitli şaplar, dolgular, ısıtıcılar üzerindeki beton yapıların ağırlığından, Yf = l, 2, tesisatta yf = \, 3; değerlerine bağlı olarak çeşitli geçici yükler üzerinde yf = it 2. 1.4. Pozisyonun yükselme, devrilme ve kaymaya karşı stabilitesini hesaplarken ve ayrıca kütledeki bir azalmanın yapının çalışma durumunu kötüleştirdiği diğer durumlarda yapıların ağırlığından aşırı yük katsayısı 7f = 0.9 olarak alınır. İnşaat aşamasında yapılar hesaplanırken, hesaplanan kısa vadeli yükler 0,8 faktörü ile çarpılır. Deformasyonlar ve yer değiştirmeler için yapıların tasarımı için tasarım yüklerinin (ikinci sınırlayıcı durumlar grubu için) Yf -1- katsayısı ile standart değerlere eşit olduğu varsayılır.

Yüklerin kombinasyonu. Hesaplama esnek olmayan bir şemaya göre yapılırsa, yapılar çeşitli yük kombinasyonları veya karşılık gelen kuvvetler için tasarlanmalıdır. Dikkate alınan yüklerin bileşimine bağlı olarak, aşağıdakiler ayırt edilir: kalıcı, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerden veya nnh'den gelen çabalardan oluşan temel kombinasyonlar; kalıcı, uzun vadeli, olası kısa vadeli ve bunlardan kaynaklanan özel yüklerden veya çabalardan oluşan özel kombinasyonlar.

Temel yük kombinasyonlarının ^ ve gruplarını ele alıyoruz. Birinci grubun ana kombinasyonları için yapılar hesaplanırken sabit, uzun vadeli ve bir kısa vadeli yükler dikkate alınır; ikinci grubun ana kombinasyonları için yapıları hesaplarken, sabit, uzun vadeli ve iki (veya daha fazla) kısa vadeli yük dikkate alınır; kısa vadeli değerler ise

yükler veya bunlara karşılık gelen çabalar, 0,9'a eşit bir kombinasyon faktörü ile çarpılmalıdır.

Özel kombinasyonlar için yapılar hesaplanırken, deprem bölgelerindeki binaların ve yapıların tasarımı için standartlarda belirtilen durumlar dışında, kısa süreli yüklerin veya karşılık gelen kuvvetlerin değerleri 0,8'e eşit bir kombinasyon katsayısı ile çarpılmalıdır.

Normlar ayrıca, yüklenen zeminin alanına bağlı olarak kirişleri ve kirişleri hesaplarken hareketli yüklerin azaltılmasına da izin verir.

5. Bina ve yapıların sorumluluk derecesi

Bir yapının ve yapıların sınır durumlarına ulaştığındaki sorumluluk derecesi, maddi ve sosyal zararın miktarına göre belirlenir. Yapıları tasarlarken, değeri binaların veya yapıların sorumluluk sınıfına bağlı olan üniter girişimin amacı için güvenilirlik faktörünü dikkate almak gerekir. Taşıma gücünün nihai değerleri, hesaplanan direnç değerleri, deformasyonların sınır değerleri, çatlakların açılması veya hesaplanan yük, kuvvet veya diğer etkilerin bu faktörle çarpılması, amaçlanan amaç için güvenlik faktörüne bölünmelidir.

Prekast beton fabrikalarında yapılan deneysel çalışmalar, ağır betonlar ve gözenekli agrega esaslı betonlar için Y değişim katsayısının

0.135, normlarda kabul edilir.

Matematiksel istatistiklerde, pa veya ni kullanarak, nihai direnç değerlerinin tekrarlanma olasılığı B'den azdır. x = 1.64 alırsak, değerlerin tekrarı 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 mukavemeti açısından beton sınıfını kontrol ederken, eksenel gerilmeye karşı normatif beton direnci Rbtn, garanti edilen mukavemetine (sınıfına) eşittir. eksenel gerilim.

Birinci sınırlayıcı durumlar grubuna göre hesaplama için betonun tasarım dirençleri, standart dirençlerin, sıkıştırma yc = 1.3 prn çekme t = 1.5 ve çekme dayanımı yy = \ kontrol edildiğinde beton için karşılık gelen güvenlik faktörlerine bölünmesiyle belirlenir. , 3. Betonun eksenel sıkıştırmaya karşı tasarım direnci

B50, B55, B60 sınıflarındaki ağır betonun tasarım basınç dayanımı, sırasıyla 0.95'e eşit olan yüksek dayanımlı betonun mekanik özelliklerinin (sünme deformasyonlarının azaltılması) özelliklerini dikkate alan katsayılarla çarpılır; 0.925 ve 0.9.

Hesaplanan yuvarlatma ile beton dayanım değerleri Ek'te verilmiştir. BEN.

Yapısal elemanları hesaplarken, beton Rb ve Rbt'nin tasarım dirençleri azalır ve bazı durumlarda, beton özelliklerinin özellikleri dikkate alınarak, betonun çalışma koşullarının karşılık gelen katsayıları ile çarpılarak arttırılır: yükün süresi ve süresi. çoklu tekrarlanabilirlik; inşaat işinin koşulları, doğası ve aşaması; üretim yöntemi, bölümün boyutları vb.

Birinci sınırlayıcı durumlar grubuna göre yapıların tasarımında kullanılan, donatı betona yapıştırıldığında, donatının sıkıştırmaya karşı tasarım direnci Rsc, donatının Rs karşılık gelen tasarım çekme dayanımına eşit olarak alınır, ancak 400 MPa'dan fazla değil (betonun nihai sıkıştırılabilirlik küvetine göre). Betonun tasarım direncinin uzun süreli yükleme altında alındığı yapıları hesaplarken, çalışma koşullarının katsayısını dikkate alarak y & 2

Yapısal elemanları hesaplarken, donatının tasarım dirençleri azalır veya bazı durumlarda, gerilmelerin eşit olmayan dağılımı nedeniyle dayanım özelliklerinin eksik kullanılma olasılığını dikkate alarak, çalışma koşullarının ySi karşılık gelen katsayıları ile çarpılarak artar. kesit, düşük beton dayanımı, ankraj koşulları, dirseklerin varlığı, çeliğin çekme diyagramının doğası, yapının çalışma koşullarına bağlı olarak özelliklerinin değişmesi vb.

Enine kuvvetin etkisi için elemanları hesaplarken, enine donatının tasarım dirençleri, donatıdaki gerilmelerin eğimli uzunluğu boyunca eşit olmayan dağılımı dikkate alınarak -um ^ OD çalışma koşulları katsayısı getirilerek azaltılır. Bölüm. Ek olarak, Bp-I sınıfı telden yapılmış kaynaklı enine donatı ve A-III sınıfı çubuk donatı için, kaynaklı kelepçe ekleminin gevrek kırılma olasılığı dikkate alınarak Vs2 = 0.9 katsayısı getirildi. Enine donatının tasarım dirençlerinin değerleri, yst katsayıları dikkate alınarak Rsw kesme kuvveti hesaplanırken tabloda verilmiştir. 1 ve 2 V.

Ek olarak, tasarım dirençleri Rs, Rsc ve Rsw, çalışma koşulları faktörleriyle çarpılmalıdır: Ys3, 7 * 4 - çoklu yük uygulamaları ile (bkz. Bölüm VIII); ysb ^ lx / lp veya düğüm

1x / 1ap - gerilme transfer bölgesinde ve gerdirilmemiş donatının ankrajsız ankraj bölgesinde; 7 ^ 6 - koşullu akma dayanımının (7®, 2.

İkinci sınırlayıcı durumlar grubuna göre hesaplama için donatının tasarım dirençleri, donatı 7s = 1 için güvenlik faktörü ile belirlenir, yani. standart değerler Rs, ser = Rsn'ye eşit olarak alınır ve donatının çalışma koşullarının katsayısı ile hesaplamaya girilir

Bir betonarme yapının çatlama direnci, gerilme-gerinim durumunun I. aşamasında çatlak oluşumuna karşı direnci veya gerilim-gerinim durumunun II. aşamasında çatlak açılmasına direnci olarak adlandırılır.

Bir betonarme yapının veya parçalarının çatlama direnci için, kullanılan donatı tipine bağlı olarak hesaplamada çeşitli gereksinimler uygulanır. Bu gereksinimler, elemanın boyuna eksenine normal ve eğik olan çatlaklar için geçerlidir ve üç kategoriye ayrılır:

Sabit, uzun süreli ve kısa süreli yüklerin etkisi altında çatlakların açılması kısa kabul edilir; çatlak açılması, yalnızca sabit ve uzun vadeli yüklerin etkisi altında uzun vadeli olarak kabul edilir. Binaların normal çalışmasının, donatının korozyon direncinin ve yapının dayanıklılığının, çatlak direnci gereksinimleri kategorisine bağlı olarak, 0,05-0,4 mm'yi geçmemesi gereken maksimum çatlak açıklığı genişliği (dcgc \ - kısa ve ccg2 uzun) (Tablo II .2).

Sıvı veya gazların basıncı altında (tanklar, basınçlı borular, vb.), çubuk veya tel takviyeli tamamen uzatılmış bir bölümü ve ayrıca 3 mm veya daha az çaplı tel takviyeli kısmen sıkıştırılmış bir bölümü olan öngerilmeli elemanlar, Birinci kategorilerin gereksinimlerini karşılayın. Yapının çalışma koşullarına ve donatı tipine bağlı olarak diğer öngerilmeli elemanlar, ikinci veya üçüncü kategorinin gereksinimlerini karşılamalıdır.

Çatlak direncinin hesaplanmasında yükleri hesaba katma prosedürü, çatlama direnci gereksinimleri kategorisine bağlıdır: birinci kategorinin gereksinimleri için, hesaplama, yf yükü için bir güvenlik faktörü ile tasarım yüklerine göre yapılır> l (kuvvet hesaplamasında olduğu gibi); ikinci ve üçüncü kategorilerin gereksinimleri için, hesaplama, V / = b katsayısına sahip yüklerin hareketine dayanmaktadır. ikinci kategori, yf> U katsayısı ile tasarım yüklerinin etkisi üzerinde gerçekleştirilir, çatlak oluşumuna ilişkin hesaplama, üçüncü kategorinin gereklilikleri ile çatlak açılması için gerekli kontrolleri belirlemek için, Y / - katsayısı ile yüklerin etkisini gerçekleştirir. 1. Çatlak direncinin hesaplanmasında, özel yükler hariç tüm yüklerin birleşik etkisi dikkate alınır. Çatlakların felaket bir duruma yol açtığı durumlarda, çatlak oluşumu hesaplanırken özel yükler dikkate alınır. İkinci kategorinin gereklilikleri ile çatlakların kapatılması için hesaplama, y ​​/ -1- katsayısı ile sabit ve uzun süreli yüklerin etkisi için yapılır. Yükleri dikkate alma prosedürü tabloda verilmiştir. PZ Donatıdan betona 1P gerilme transfer bölgesinin uzunluğu içindeki öngerilmeli elemanların uç kısımlarında, hesaplamaya Y / = L katsayısı ile girilen tüm yüklerin (özel olanlar hariç) birleşik etkisi altında çatlamaya izin verilmez. Bu gereklilik, elemanların uç kısımlarında betonda erken çatlamanın - yük altında betondan donatının çekilmesine ve ani tahribata yol açabilmesinden kaynaklanmaktadır.

sapmalarda artış. Bu çatlakların etkisi yapısal hesaplamalarda dikkate alınır. Çoklu tekrarlanan yüklerin S & koşulları altında çalışan ve dayanıklılık için hesaplanan elemanlar için, bu tür çatlakların oluşumuna izin verilmez.

Birinci grubun limit durumları. Mukavemet hesaplamaları, gerilim-gerinim durumunun III. aşamasına dayanmaktadır. Tasarım yüklerinden gelen kuvvetler, çalışma koşullarının katsayısı dikkate alınarak, malzemelerin tasarım dirençlerinde bölüm tarafından algılanan kuvvetleri aşmazsa, yapının kesiti gerekli mukavemete sahiptir. Tasarım yüklerinden T gelen kuvvet (örneğin, eğilme momenti veya boyuna kuvvet), standart yüklerin, güvenlik faktörlerinin ve diğer C faktörlerinin (tasarım modeli, dinamik faktör, vb.) bir fonksiyonudur.

İkinci grubun limit durumları. Elemanın uzunlamasına eksenine normal ve eğimli çatlak oluşumu için hesaplama, birinci kategorinin gereksinimlerinin uygulandığı elemanların çatlak direncini kontrol etmek ve ayrıca çatlakların görünüp görünmediğini belirlemek için yapılır. çatlama direnci ikinci ve üçüncü kategorilerin gereksinimlerine tabi olan elemanlar. Yüklerin etkisinden kaynaklanan T kuvveti (eğilme momenti veya boyuna kuvvet), elemanın kesiti tarafından algılanabilen TСгс kuvvetini aşmıyorsa, boyuna eksene dik çatlakların ortaya çıkmadığı kabul edilir.

Betondaki ana çekme gerilmelerinin hesaplanan değerleri aşmaması durumunda elemanın boyuna eksenine eğimli çatlakların oluşmadığı kabul edilir,

Boyuna eksene normal ve eğimli olan çatlakların açılması için hesaplama, gerilmiş donatı seviyesinde çatlakların açıklığının genişliğini belirlemek ve bunu maksimum açıklık genişliği ile karşılaştırmaktan oluşur. Nihai çatlak açılma genişliğine ilişkin veriler tabloda verilmiştir. II.3.

Yer değiştirmelerin hesaplanması, bir elemanın yüklerden sapmasını belirlemek, hareketlerinin süresini dikkate almak ve bunu nihai sapma ile karşılaştırmaktan oluşur.

Sınır sapmaları çeşitli gereksinimler tarafından belirlenir: vinçlerin normal çalışması nedeniyle teknolojik, teknolojik tesisler, makineler vb.; yapıcı, deformasyonları sınırlayan komşu elemanların etkisi, verilen eğimlere dayanma ihtiyacı vb.; estetik.

Teknolojik veya tasarım gereksinimleri ile sınırlı değilse, öngerilmeli elemanların nihai sapmaları, sapma yüksekliği ile arttırılabilir.

Sapmaları hesaplarken yükleri hesaba katma prosedürü şu şekilde belirlenir: teknolojik veya tasarım gereklilikleriyle sınırlandırıldığında - kalıcı, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerin etkisinde; estetik gereksinimlerle sınırlandırıldığında - sabit ve uzun süreli yüklerin etkisinde. Bu durumda yük için güvenilirlik faktörü Yf olarak alınır.

Çeşitli betonarme elemanlar için normlarla belirlenen sınır sehimleri Tablo II.4'te verilmiştir. Konsolun çıkıntısına atıfta bulunulan konsolların sınırlayıcı sapmaları iki kat daha büyük alınır.

Ek olarak, komşu elemanlarla ilgili olmayan betonarme döşeme plakaları, merdivenler, platformlar vb. 0,7 mm'yi geçmemelidir.

Limit durum hesaplama yöntemi

Limit durum hesaplama yöntemi

Bu yöntemle hesap yapılırken yapı, tasarım sınırlayıcı durumunda kabul edilir. Tasarım sınır durumu, yapının, kendisine dayatılan operasyonel gereksinimleri karşılamayı bıraktığı, yani dış etkilere direnme yeteneğini kaybettiği veya kabul edilemez deformasyon veya yerel hasar aldığı yapının böyle bir durumu olarak alınır.

Çelik yapılar için iki tasarım sınır durumu belirlenmiştir:

1. taşıma kapasitesi (kuvvet, stabilite veya dayanıklılık) tarafından belirlenen ilk tasarım sınır durumu; tüm çelik yapılar bu sınır durumunu sağlamalıdır;
2. aşırı deformasyonların (sehimler ve yer değiştirmeler) gelişmesiyle belirlenen ikinci tasarım sınır durumu; bu sınırlayıcı durum, deformasyonların büyüklüğünün bunların çalışma olasılığını sınırlayabildiği yapılar tarafından karşılanmalıdır.

İlk hesaplanan sınırlayıcı durum eşitsizlikle ifade edilir.

N, en elverişsiz kombinasyonda tasarım yüklerinin P etkilerinin toplamından yapıdaki tasarım kuvvetidir;

Ф yapının geometrik boyutlarının bir fonksiyonu olan yapının taşıma kapasitesi, R malzemesinin tasarım direnci ve çalışma koşullarının katsayısı m'dir.

Oluşturulan normlara (SNiP), yapıların normal çalışması sırasında izin verilen en yüksek yük değerlerine standart yükler P n denir (bkz. Ek I, Yükler ve aşırı yük faktörleri).

Yapının hesaplandığı (sınır durumuna göre) tasarım yükleri P, normatif olanlardan biraz daha fazla alınır. Tasarım yükü, yükün olası değişkenliği nedeniyle standart değere kıyasla yükü aşma tehlikesi dikkate alınarak, standart yük ve aşırı yük faktörü n'nin (birden büyük) çarpımı olarak belirlenir:

Katsayıların değerleri n tablosunda verilmiştir Standart ve tasarım yükleri, aşırı yük faktörleri.

Bu nedenle, yapılar operasyonel (normatif) değil, tasarım yüklerinin etkisi altında kabul edilir. Tasarım kuvvetleri (eksenel kuvvet N veya moment M), malzemelerin ve yapı mekaniğinin genel direnç kurallarına göre bulunan yapıdaki tasarım yüklerinin etkisinden belirlenir.

Ana denklemin (1.1) sağ tarafı- yapının taşıma kapasitesi Ф - malzemenin mekanik özellikleri ile karakterize edilen ve standart direnç R n olarak adlandırılan kuvvet etkilerine karşı malzemenin nihai direncine ve ayrıca bölümün geometrik özelliklerine (kesit alanı) bağlıdır. F, direnç momenti W, vb.).

Yapı çeliği için standart direncin akma dayanımına eşit olduğu varsayılır,

(en yaygın yapı çeliği kalitesi için St. 3 σ t = 2.400 kg / cm 2).

Çelik R'nin tasarım direnci için, malzemenin direncini standart değerine kıyasla azaltma tehlikesi dikkate alınarak, tekdüzelik katsayısı k (birden az) ile çarpılan standart dirence eşit bir voltaj alınır. malzemenin mekanik özelliklerinin değişkenliği

Sıradan düşük karbonlu çelikler için k = 0.9 ve yüksek kaliteli çelikler (düşük alaşımlı) için k = 0.85.

Böylece tasarım direnci R sınırlayıcı olarak yapı için alınan malzemenin akma noktasının mümkün olan en küçük değerine eşit gerilimdir.

Ek olarak, yapının güvenliği için, yapının işleyişinin özelliklerinden kaynaklanan normal koşullardan tüm olası sapmalar (örneğin, artan korozyon oluşumuna elverişli koşullar, vb.) dikkate alınmalıdır. Bunun için, çoğu yapı ve bağlantı için bire eşit olduğu varsayılan çalışma koşulları faktörü m tanıtılır (bkz. Çalışma koşulları faktörleri m eki).

Böylece, temel tasarım denklemi (1.1) aşağıdaki forma sahip olacaktır:

• eksenel kuvvetlerin veya momentlerin etkisi altında yapıyı mukavemet açısından kontrol ederken

nerede N ve M - tasarım yüklerinden eksenel kuvvetler veya momentler tasarlayın (aşırı yük faktörlerini dikkate alarak); F nt - net kesit alanı (eksi delikler); W nt - ağ bölümünün direnç momenti (delikler eksi);

• stabilite için yapıyı kontrol ederken

nerede F br ve W br - brüt bölümün direnç alanı ve momenti (deliklerden düşülmeden); φ ve φ b, kararlı dengeyi sağlayan değerlere tasarım direncini azaltan katsayılardır.

Genellikle, amaçlanan yapı hesaplanırken, önce elemanın kesiti seçilir ve daha sonra tasarım kuvvetlerinden gelen voltaj kontrol edilir; bu, tasarım direncinin çalışma koşulları katsayısı ile çarpımını geçmemelidir.

Bu nedenle, (4.I) ve (5.I) biçimindeki formüllerle birlikte, bu formülleri hesaplanan gerilmeler aracılığıyla çalışma biçiminde yazacağız, örneğin:

burada σ yapıdaki tasarım stresidir (tasarım yüklerinden).

(8.I) ve (9.I) formüllerindeki φ ve φ b katsayıları, kritik gerilmelere karşı tasarım direncini azaltan katsayılar olarak eşitsizliğin sağ tarafına daha doğru yazılır. Ve sadece sonuçların hesaplanmasında ve karşılaştırılmasında kolaylık olması için, bu formüllerin sol tarafının paydasında yazılırlar.

* Standart dirençlerin ve tekdüzelik katsayılarının değerleri "Bina kodları ve yönetmelikleri" (SNiP) ile "Çelik yapıların tasarımı için standartlar ve teknik koşullar" (NTU 121-55) içinde verilmiştir.

"Çelik yapıların tasarımı",

Birkaç voltaj kategorisi vardır: ana, yerel, ek ve dahili. Temel gerilimler, dış yüklerin etkilerinin dengelenmesi sonucu vücut içinde gelişen gerilimlerdir; hesaplama ile dikkate alınırlar. Örneğin, kesitte keskin bir değişiklik veya bir deliğin varlığından kaynaklanan kuvvet akısının kesit üzerinde eşit olmayan bir dağılımı ile, yerel bir gerilim konsantrasyonu meydana gelir. Ancak, yapısal çelik içeren plastik malzemelerde, ...

İzin verilen gerilmeler hesaplanırken, yapının normal çalışması sırasında izin verilen yüklerin etkisi altında yapı, çalışma durumunda kabul edilir, yani. standart yükler. Yapının mukavemetinin koşulu, standart yüklerden yapıdaki gerilmelerin, inşaat çeliği için alınan malzemenin nihai gerilmesinin belirli bir bölümünü temsil eden normlar tarafından belirlenen izin verilen gerilmeleri aşmamasıdır ...

Sınır durum analizi yöntemi - Çelik yapıların hesaplanması için yöntem - Tasarım temelleri - Çelik yapıların tasarımı

İki grup limit durumu

Sınır durumlar, yapılar işletim sırasında kendilerine dayatılan gereksinimleri karşılamayı bıraktığında, yani dış yüklere ve etkilere direnme yeteneğini kaybettiğinde veya kabul edilemez yer değiştirmeler veya yerel hasar aldığında dikkate alınır.

Betonarme yapılar, iki sınırlayıcı durum grubu için tasarım gereksinimlerini karşılamalıdır: taşıma kapasitesi için - birinci sınırlayıcı durum grubu; normal çalışmaya uygunluk için - ikinci sınırlayıcı durum grubu.

Birinci grubun limit durumları için hesaplama aşağıdakileri önlemek için yapılır:

Gevrek, sünek veya diğer tahribatlar (gerekirse yapının yıkımdan önceki sapması dikkate alınarak mukavemet hesaplaması);

Yapının şeklinin stabilite kaybı (ince duvarlı yapıların stabilitesi için hesaplama vb.) veya konumu (istinat duvarlarının devrilmesi ve kayması için hesaplama, eksantrik yüklü yüksek temeller; gömülü veya yeraltı tanklarının yükselişi için hesaplama , vesaire.);

Yorulma arızası (tekrarlayan hareketli veya titreşimli yükün etkisi altındaki yapıların dayanıklılığı için hesaplama: vinç kirişleri, traversler, çerçeve temelleri ve dengesiz makineler için zeminler, vb.);

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

İkinci grubun sınırlayıcı durumları için hesaplama aşağıdakileri önlemek için yapılır:

Aşırı veya uzun süreli çatlak açılması oluşumu (çalışma koşullarına göre çatlakların oluşmasına veya uzun süreli açılmasına izin veriliyorsa);

Aşırı hareketler (sapmalar, dönüş açıları, yanlış hizalama açıları ve titreşim genlikleri).

Bir bütün olarak yapının sınırlayıcı durumlarının yanı sıra tek tek elemanlarının veya parçalarının hesaplanması, tüm aşamalar için gerçekleştirilir: imalat, nakliye, kurulum ve işletme; bu durumda, tasarım şemaları, benimsenen tasarım çözümlerine ve listelenen aşamaların her birine uygun olmalıdır.

Hesaplama faktörleri - beton ve donatının yükler ve mekanik özellikleri (nihai dayanım, akma gerilimi) - istatistiksel değişkenliğe (değer aralığı) sahiptir. Yükler ve eylemler, belirtilen ortalama değerlerin aşılması olasılığından farklı olabilir ve malzemelerin mekanik özellikleri, belirtilen ortalama değerlerin düşme olasılığından farklı olabilir. Sınır durumları için hesaplamalar, yüklerin istatistiksel değişkenliğini ve malzemelerin mekanik özelliklerini, istatistiksel olmayan faktörleri ve beton ve donatı çalışması, bina elemanlarının üretimi ve çalışması için çeşitli olumsuz veya elverişli fiziksel, kimyasal ve mekanik koşulları dikkate alır. ve yapılar. Yükler, malzemelerin mekanik özellikleri ve tasarım faktörleri normalleştirilir.

Yüklerin, betonun ve donatının direncinin değerleri, SNiP "Yükler ve Darbeler" ve "Beton ve Betonarme Yapılar" bölümlerine göre belirlenir.

Yüklerin sınıflandırılması. Standart ve tasarım yükleri

Eylemin süresine bağlı olarak yükler kalıcı ve geçici olarak ikiye ayrılır. Geçici yükler, sırayla, uzun vadeli, kısa vadeli, özel olarak alt bölümlere ayrılır.

Bina ve yapıların taşıyıcı ve çevre yapılarının ağırlığından, zeminin kütlesi ve basıncından, öngerilmeli betonarme yapıların etkisi sabittir.

Uzun süreli yükler, zemindeki sabit ekipmanın ağırlığından - makineler, aparatlar, motorlar, tanklar vb.; kaplardaki gazların, sıvıların, dökme katıların basıncı; depolar, buzdolapları, arşivler, kütüphaneler ve benzeri bina ve yapılardaki yükler; konutlarda, ofislerde ve evlerde normlar tarafından belirlenen geçici yükün bir kısmı; sabit ekipmandan kaynaklanan uzun vadeli sıcaklık teknolojik etkileri; bir tavan vincinden veya bir tavan vincinden gelen yükler 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. Belirtilen vincin değerleri, bazı geçici ve kar yükleri tam değerlerinin bir parçasını oluşturur ve bu tür yüklerin yer değiştirmeler, deformasyonlar ve çatlamalar üzerindeki etkisinin süresi dikkate alınarak hesaplamaya dahil edilir. Bu yüklerin tam değerleri kısa sürelidir.

Kısa süreli yükler, ekipman bakım ve onarım alanlarındaki insanların, parçaların, malzemelerin ağırlığından - koridorlar ve ekipmansız diğer alanlardan; konut ve kamu binalarının katlarındaki yükün bir kısmı; yapı elemanlarının imalatı, nakliyesi ve montajından kaynaklanan yükler; bina ve yapıların yapımında veya işletilmesinde kullanılan havai ve köprü vinçlerinden gelen yükler; kar ve rüzgar yükleri; sıcaklık iklimsel etkiler.

Özel yükler şunları içerir: sismik ve patlayıcı etkiler; ekipmanın arızalanması veya bozulmasından ve teknolojik sürecin keskin bir şekilde bozulmasından kaynaklanan yükler (örneğin, sıcaklıkta keskin bir artış veya azalma ile vb.); toprağın yapısındaki radikal bir değişikliğin eşlik ettiği tabanın düzensiz deformasyonlarının etkileri (örneğin, ıslatma sırasında çöken toprakların deformasyonu veya çözülme sırasında permafrost), vb.

Standart yükler, önceden belirlenmiş bir ortalama değerleri aşma olasılığı veya nominal değerler için normlar tarafından belirlenir. Standart sabit yükler, geometrik ve tasarım parametrelerinin tasarım değerlerine göre ve buna göre alınır.

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

Yapıların dayanım ve stabilite analizi için tasarım yükleri, standart yükün, genellikle birden büyük olan yük güvenlik faktörü Yf ile çarpılmasıyla belirlenir, örneğin G= Gnyt. Beton ve betonarme yapıların ağırlığından güvenilirlik faktörü Yf = M; hafif agregalar (ortalama 1800 kg / m3 veya daha az yoğunluğa sahip) ve fabrikada yapılan çeşitli şaplar, dolgular, ısıtıcılar üzerindeki beton yapıların ağırlığından, Yf = l, 2, tesisatta Yf = l> 3; Yf = l değerlerine bağlı olarak çeşitli geçici yüklerden. 2.1.4. Yükselme, devrilme ve kaymaya karşı konumun stabilitesini hesaplarken ve ayrıca kütledeki bir azalma yapının çalışma koşullarını kötüleştirdiğinde diğer durumlarda yapıların ağırlığından aşırı yük katsayısı yf = 0.9 olarak kabul edilir. İnşaat aşamasında yapılar hesaplanırken, hesaplanan kısa vadeli yükler 0,8 faktörü ile çarpılır. Deformasyonlar ve yer değiştirmeler için yapıların hesaplanması için tasarım yükleri (ikinci sınırlayıcı durumlar grubu için), Yf = l- katsayısı ile standart değerlere eşit alınır.

Yüklerin kombinasyonu. Hesaplama esnek olmayan bir şemaya göre yapılırsa, yapılar çeşitli yük kombinasyonları veya karşılık gelen kuvvetler için tasarlanmalıdır. Dikkate alınan yüklerin bileşimine bağlı olarak, aşağıdakiler ayırt edilir: kalıcı, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerden veya nnh'den gelen çabalardan oluşan temel kombinasyonlar; kalıcı, uzun vadeli, olası kısa vadeli ve bunlardan kaynaklanan özel yüklerden veya çabalardan oluşan özel kombinasyonlar.

İki grup temel yük kombinasyonu düşünülmüştür. Birinci grubun ana kombinasyonları için yapılar hesaplanırken sabit, uzun vadeli ve bir kısa vadeli yükler dikkate alınır; ikinci grubun ana kombinasyonları için yapıları hesaplarken, sabit, uzun vadeli ve iki (veya daha fazla) kısa vadeli yük dikkate alınır; bu durumda, kısa süreli yüklerin veya ilgili çabaların değerleri, 0,9'a eşit bir kombinasyon katsayısı ile çarpılmalıdır.

Özel kombinasyonlar için yapılar hesaplanırken, deprem bölgelerindeki binaların ve yapıların tasarımı için standartlarda belirtilen durumlar dışında, kısa süreli yüklerin veya karşılık gelen kuvvetlerin değerleri 0,8'e eşit bir kombinasyon katsayısı ile çarpılmalıdır.

Azaltılmış stres. Çok katlı binaların sütunlarını, duvarlarını, temellerini hesaplarken, katlardaki geçici yükler, eşzamanlı hareket olasılıklarının derecesi dikkate alınarak, bir katsayı ile çarpılarak azaltılabilir.

a - konut binaları, ofis binaları, yurtlar vb. için 0,3'e ve çeşitli odalar için 0,5'e eşit alındığında: okuma odaları, toplantılar, ticaret vb.; t, incelenen kesit üzerindeki yüklü levha sayısıdır.

Normlar ayrıca, yüklenen zeminin alanına bağlı olarak kirişleri ve kirişleri hesaplarken hareketli yüklerin azaltılmasına da izin verir.

Betonarme

Prekast beton ve betonarme: özellikleri ve üretim yöntemleri

Endüstriyel teknolojiler, geçen yüzyılın ortalarından beri SSCB'de aktif olarak gelişiyor ve inşaat endüstrisinin gelişimi çok sayıda farklı malzeme gerektiriyordu. Prekast betonun icadı, ülke hayatında bir tür teknik devrim haline geldi, ...

DIY kazık sürücüsü

Bir kazık çakıcı veya bir kazık çakıcı, arka çamurluğu çıkarılmış (mekanikte arkadan çekişli), bir kriko üzerinde kaldırılmış ve tekerlek yerine sadece jant kullanılarak bir araba kullanılarak düzenlenebilir. Jantın etrafına bir ip sarılacak - bu ...

SANAYİ BİNALARININ YENİDEN İNŞAATI

1. Binaların yeniden inşası için görevler ve yöntemler Binaların yeniden inşası, üretimin genişlemesi, teknolojik modernizasyon ile ilişkilendirilebilir. süreç, yeni ekipmanın kurulumu vb. Aynı zamanda, ilgili karmaşık mühendislik problemlerini çözmek gerekir ...

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

elektrikli gıda kurutucusu (akışlı),

konveyörler, konveyörler, burgular.

İki grup limit durumu

Limit Durum Hesabının Temelleri. Katı bir bölümün yapısal elemanlarının hesaplanması.

Rusya'da yürürlükte olan normlara uygun olarak, ahşap yapılar limit durum yöntemi kullanılarak hesaplanmalıdır.

Yapıların sınırlayıcı durumları, operasyonel gereksinimleri karşılamayı bıraktıkları durumlardır. Sınırlama durumuna yol açan dış neden, kuvvet etkisidir (dış yükler, reaktif kuvvetler). Sınır durumlar, ahşap yapıların çalışma koşullarının yanı sıra malzemelerin kalitesi, boyutu ve özelliklerinin etkisi altında ortaya çıkabilir. İki grup sınırlayıcı durum vardır:

1 - taşıma kapasitesi (kuvvet, stabilite) açısından.

2 - deformasyonlarla (sapmalar, yer değiştirmeler).

İlk grup sınırlayıcı durumlar, taşıma kapasitesinin kaybı ve daha fazla çalışma için tam uygunsuzluk ile karakterize edilir. En sorumlu kişidir. Ahşap yapılarda, birinci grubun aşağıdaki sınırlayıcı durumları meydana gelebilir: yıkım, stabilite kaybı, devrilme, kabul edilemez sürünme. Aşağıdaki koşullar karşılandığında bu sınır durumları oluşmaz:

onlar. normal gerilmeler ( σ ) ve kesme gerilmeleri ( τ ) belirli bir sınır değeri aşmamak r, tasarım direnci denir.

İkinci grup sınırlayıcı durumlar, yapıların veya yapıların işleyişinin zor olmasına rağmen tamamen dışlanmadığı, yani. tasarım sadece için kullanılamaz hale gelir normal sömürü. Bir yapının normal kullanıma uygunluğu genellikle sapmalarla belirlenir.

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

Yapıları hesaplamanın amacı, hem nakliye ve kurulum sırasında hem de yapıların işletimi sırasında olası sınırlayıcı durumlardan herhangi birinin oluşmasını önlemektir. İlk sınırlama durumu için hesaplama, yüklerin hesaplanan değerlerine göre ve ikincisi için - normatif olanlara göre yapılır. Harici yüklerin standart değerleri SNiP "Yükler ve Etkiler" de verilmiştir. Hesaplanan değerler, yük güvenlik faktörü dikkate alınarak elde edilir. γ n... Yapılar, olasılığı kombinasyon katsayıları tarafından dikkate alınan (SNiP "Yükler ve Etkiler" ne göre) olumsuz bir yük kombinasyonuna (ölü ağırlık, kar, rüzgar) güvenir.

Kuvvete direnme yeteneklerinin değerlendirildiği malzemelerin temel özelliği, normatif direnç r n . Ahşabın karakteristik direnci, aynı türden %12 nem içeriğine sahip küçük temiz (kusurlar dahil edilmeden) ahşap örneklerinin sayısız testlerinin sonuçlarına göre hesaplanır:

r n = , nerede

- nihai gücün aritmetik ortalama değeri,

V- varyasyon katsayısı,

T Güvenilirliğin bir göstergesidir.

normatif direnç r n küçük standart numunelerin kısa süreli test sonuçlarının statik işlenmesinden elde edilen, saf ahşabın minimum olasılıksal nihai mukavemetidir.

Tasarım direnci r - bu, çalışma koşullarında mukavemetini azaltan tüm olumsuz faktörler dikkate alındığında, bir yapıdaki bir malzemenin çökmeden dayanabileceği maksimum strestir.

Normatif direnişten geçerken r n tahmin edilene r yüklerin, kusurların (düğümler, eğik katmanlar, vb.), Küçük standart örneklerden yapı boyutlarının elemanlarına geçişin uzun vadeli eylemin ahşabının gücü üzerindeki etkisini hesaba katmak gerekir. Tüm bu faktörlerin birleşik etkisi, malzeme güvenlik faktörü tarafından dikkate alınır ( NS). Tasarım direnci bölünerek elde edilir r n malzeme için güvenlik faktörü hakkında:

NS dl= 0.67 - kalıcı ve geçici yüklerin birleşik etkisi altında süre katsayısı;

NS bir = 0.27 ÷ 0.67 - kusurların ahşabın mukavemeti üzerindeki etkisi dikkate alınarak, stres durumunun türüne bağlı olarak düzgünlük katsayısı.

En az değer NS bir esneme sırasında, kusurların etkisi özellikle büyük olduğunda alınır. Tasarım direnci NS tabloda verilmektedir. 3 SNiP II-25-80 (iğne yapraklı ağaç için). r diğer türlerin odunu da SNiP'de verilen geçiş faktörleri kullanılarak elde edilir.

Ahşap ve ahşap yapıların güvenliği ve sağlamlığı, sıcaklık ve nem koşullarına bağlıdır. Nemlendirme ahşabın çürümesine neden olur ve artan sıcaklık (belirli bir sınırın ötesinde) gücünü azaltır. Bu faktörlerin dikkate alınması, çalışma koşulları katsayılarının girilmesini gerektirir: m v ≤1, m T ≤1.

Ek olarak, SNiP yapıştırılmış elemanlar için kat katsayısını dikkate aldığını varsayar: m sl = 0.95 ÷ 1.1;

yüksekliği 50 cm'den fazla olan uzun kirişler için kiriş katsayısı: m B ≤1;

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

Ahşabın elastikiyet modülü, türden bağımsız olarak şuna eşit alınır:

İnşaat kontrplaklarının tasarım özellikleri de SNiP'de verilmiştir ve kontrplak elemanlarındaki gerilmeler kontrol edilirken, ahşap için olduğu gibi, çalışma koşulları tanıtılır. m... Ek olarak, ahşap ve kontrplağın tasarım direnci için bir katsayı verilir. m dl= 0.8, kalıcı ve geçici yüklerden kaynaklanan toplam tasarım kuvveti, toplam tasarım kuvvetinin %80'ini aşarsa. Bu faktör, malzeme güvenlik faktörüne dahil edilen azalmaya ektir.

Ders numarası 2 Limit durumları için hesaplamanın temelleri

Limit durum analizi

Sınır durumları- bunlar, dış yüklerin ve iç gerilmelerin etkisinin bir sonucu olarak yapının artık kullanılamayacağı koşullardır. Ahşap ve plastikten yapılmış yapılarda, birinci ve ikinci olmak üzere iki grup sınır durumu ortaya çıkabilir.

Bir bütün olarak yapıların ve elemanlarının sınırlayıcı durumları için tasarım, tüm aşamalar için gerçekleştirilmelidir: nakliye, kurulum ve işletme ve tüm olası yük kombinasyonlarını hesaba katmalıdır. Hesaplamanın amacı, yapının nakliye, montaj ve işletme süreçlerinde ne birinci ne de ikinci sınır durumlarını önlemektir. Bu, malzemelerin standart ve tasarım yükleri ve dirençleri dikkate alınarak yapılır.

Sınırlayıcı durum yöntemi, bina yapılarının güvenilirliğini sağlamanın ilk adımıdır. Güvenilirlik, bir nesnenin çalışma sırasında tasarımın doğasında bulunan kaliteyi koruma yeteneğidir. Bina yapılarının güvenilirliği teorisinin özelliği, rastgele güç göstergelerine sahip sistemlerdeki rastgele yük değerlerini hesaba katma ihtiyacıdır. Sınırlayıcı durumlar yönteminin karakteristik bir özelliği, hesaplamada kullanılan tüm ilk değerlerin doğada rastgele olması, normlarda deterministik, bilimsel olarak temellendirilmiş, normatif değerlerle temsil edilmesi ve değişkenliklerinin yapıların güvenilirliği üzerindeki etkisinin olmasıdır. karşılık gelen katsayılar tarafından dikkate alınır. Güvenlik faktörlerinin her biri, yalnızca bir başlangıç ​​değerinin değişkenliğini hesaba katar, yani. özel mi. Bu nedenle, durumları sınırlama yöntemine bazen kısmi katsayılar yöntemi denir. Değişkenliği yapısal güvenilirlik seviyesini 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, yükün türüne bağlı olarak birden fazla veya daha az farklı bir değere sahip olan yük güvenlik faktörü 2 tarafından dikkate alınır. Bu faktörler, standart değerlerle birlikte SNiP 2.01.07-85 Tasarım standartları bölümünde sunulmaktadır. "Yükler ve Etkiler". Birkaç yükün birleşik etkisinin olasılığı, yüklerin kodun aynı bölümünde sunulan kombinasyon faktörü ile çarpılmasıyla dikkate alınır. Yapısal elemanların geometrik boyutlarının olası olumsuz sapması, doğruluk faktörü ile dikkate alınır. Ancak bu katsayı saf haliyle kabul edilmemektedir. Bu faktör, geometrik özellikleri hesaplarken, eksi toleranslı bölümlerin tasarım parametrelerini alarak kullanılır. Çeşitli amaçlar için bina ve yapıların maliyetlerini makul bir şekilde dengelemek için, amaçlanan amaca yönelik bir güvenlik faktörü tanıtılır.< 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 numunelerini standart yöntemlere göre test ederek malzemelerin mekanik özelliklerinin değişkenliğine ilişkin istatistiksel çalışmaların sonuçlarına dayanan düzenleyici belgeler tarafından oluşturulan normatif dirençtir. Standart değerlerden olası sapma, malzeme güvenilirlik faktörü y> 1 tarafından dikkate alınır. Malzemelerin özelliklerinin istatistiksel değişkenliğini ve test edilen standart numunelerin özelliklerinden farklılıklarını yansıtır. Standart direncin m katsayısına bölünmesiyle elde edilen karakteristik, tasarım direnci J olarak adlandırılır. Ahşabın mukavemetinin bu temel özelliği, SNiP P-25-80 “Tasarım standartları ile standardize edilmiştir. Ahşap yapılar ”.

Rüzgar ve kurulum yükleri, kesit yüksekliği, sıcaklık ve nem koşulları gibi çevre ve çalışma ortamının olumsuz etkisi, çalışma koşulları t'nin katsayıları getirilerek dikkate alınır. Katsayı t, bu faktör veya bir faktörlerin kombinasyonu, yapının taşıma kapasitesini ve daha fazla birimi azaltır - tam tersi durumda. Ahşap için bu katsayılar SNiP 11-25-80 “Tasarım standartlarında sunulmaktadır.

Sapmaların normatif sınırlayıcı değerleri aşağıdaki gereksinimleri karşılar: a) teknolojik (makine ve malzeme taşıma ekipmanının, enstrümantasyonun vb. normal çalışması için koşulların sağlanması); b) yapısal (bitişik yapı elemanlarının bütünlüğünü, derzlerini, destekleyici yapılar ile bölme yapıları, yarı ahşap evler vb. arasında bir boşluk bulunması, belirtilen eğimlerin sağlanması); c) estetik ve psikolojik (yapıların görünümünden olumlu izlenimler sağlamak, tehlike hissini önlemek).

Nihai sapmaların değeri, açıklığa ve uygulanan yüklerin tipine bağlıdır. Kalıcı ve geçici uzun süreli yüklerin etkisinden binaları kaplayan ahşap yapılar için maksimum sapma (1/150) - i ila (1/300) (2) arasındadır. Ahşabın mukavemeti, otoklavlarda basınç altında önemli bir derinliğe kadar uygulanan biyolojik bozunmaya karşı bazı kimyasal preparatların etkisiyle de azalır. Bu durumda, çalışma koşulu faktörü tia = 0.9'dur. Deliklerle zayıflatılmış gerilmiş elemanların tasarım bölümlerinde ve ayrıca tasarım bölümünde alttan kesmeli yuvarlak ahşaptan yapılmış bükme elemanlarında stres konsantrasyonunun etkisi, çalışma koşulu katsayısı m0 = 0.8'i yansıtır. Ahşabın deforme olabilirliği, ikinci sınırlayıcı durumlar grubuna göre ahşap yapıları hesaplarken, temel elastiklik modülü E ile dikkate alınır; bu, kuvvet ahşabın damarı boyunca yönlendirildiğinde, 10000 MPa olarak alınır ve karşısında tahıl 400 MPa'dır. Stabilite hesaplanırken elastik modül 4500 MPa olarak alınır. Ahşabın (6) temel kayma modülü her iki yönde de 500 MPa'dır. Lifler boyunca yönlendirilen gerilmelerde lifler boyunca Poisson'un ahşabın oranı n ila o = 0,5'e eşit olarak alınır ve lifler boyunca yönlendirilen gerilmelerde lifler boyunca n900 = 0,02 alınır. Yükleme süresi ve seviyesi ahşabın sadece mukavemetini değil aynı zamanda deformasyon özelliklerini de etkilediğinden, elemanlarda kalıcı gerilmelerden kaynaklanan gerilmelerin olduğu yapılar hesaplanırken elastik modül ve kesme modülünün değeri m = 0.8 katsayısı ile çarpılır. ve geçici uzun vadeli yükler, tüm yüklerden gelen toplam voltajın %80'ini aşar. Metal-ahşap yapılar hesaplanırken, çelik ve çelik elemanların birleşim yerlerinin ve ayrıca donatıların elastik özellikleri ve tasarım dirençleri, SNiP'nin çelik ve betonarme yapıların tasarımı ile ilgili bölümlerine göre alınır.

Ahşap hammadde kullanan tüm sac yapı malzemelerinden, temel tasarım dirençleri SNiP P-25-80 Tablo 10'da verilen taşıyıcı yapıların elemanları olarak sadece kontrplak kullanılması önerilir. Tutkal yapıları için uygun çalışma koşulları altında, birinci sınırlayıcı durumlar grubuna göre hesaplama, kontrplağın temel tasarım dirençlerinin tv, ty, tn, vb. çalışma koşullarının katsayılarıyla çarpılmasını sağlar. İkinci sınırlayıcı durumlar grubuna göre hesaplanırken, levha düzlemindeki kontrplağın elastik özellikleri Tablodan alınır. 11 SNiP P-25-80. Farklı çalışma koşulları altındaki ve sabit ve geçici uzun vadeli yüklerin birleşik etkisine maruz kalan yapılar için elastik modül ve kesme modülü, ahşap için kabul edilen çalışma koşullarının karşılık gelen katsayıları ile çarpılmalıdır.

İlk grup en tehlikeli. Bir yapının tahribat veya stabilite kaybı sonucu taşıma kapasitesini kaybettiğinde, hizmete uygun olmaması ile belirlenir. Bu, maksimum normal olana kadar olmaz. Ö veya elemanlarındaki kesme gerilmeleri, yapıldıkları malzemelerin hesaplanmış (minimum) dirençlerini aşmaz. Bu koşul formülle yazılır

Birinci grubun sınırlayıcı durumları şunları içerir: herhangi bir tür yıkım, bir yapının genel stabilite kaybı veya bir yapısal elemanın yerel stabilite kaybı, bir yapıyı değişken bir sisteme dönüştüren bağlantı düğümlerinin ihlali, kalıcı deformasyonların gelişimi kabul edilemez büyüklükte. Taşıma kapasitesinin hesaplanması, olası en kötü duruma göre yapılır, yani: Malzemeyi etkileyen tüm faktörler dikkate alınarak bulunan en yüksek yüke ve en düşük direncine göre. Uygun olmayan kombinasyonlar normlarda verilmiştir.

İkinci grup daha az tehlikeli. Kabul edilemez bir değere büküldüğünde yapının normal çalışmaya uygun olmaması ile belirlenir. Bu, maksimum bağıl sapma /// izin verilen maksimum değerleri aşmadığı sürece gerçekleşmez. Bu koşul formülle yazılır

Ahşap yapıların deformasyonlar için ikinci sınır durumuna göre tasarımı, esas olarak bükülen yapılar için geçerlidir ve deformasyonların büyüklüğünü sınırlamayı amaçlar. Hesaplama, ahşabın elastik işi olduğu varsayılarak, güvenilirlik faktörleri ile çarpılmadan standart yükler için yapılır. Deformasyonların hesaplanması, taşıma kapasitesini kontrol ederken olduğu gibi azaltılmış olanlara göre değil, ahşabın ortalama özelliklerine göre yapılır. Bunun nedeni, düşük kaliteli ahşap durumunda kullanıldığında bazı durumlarda sehim artışının yapıların bütünlüğü için bir tehdit oluşturmamasıdır. Bu aynı zamanda deformasyonların hesaplanmasının tasarım yükleri için değil standart için yapıldığını da açıklar. İkinci grubun sınırlayıcı durumunun bir örneği olarak, kirişlerin kabul edilemez bir şekilde bükülmesinin bir sonucu olarak çatıda çatlaklar göründüğünde bir örnek verilebilir. Bu durumda nem akışı binanın normal işleyişini bozmakta, ahşabın rutubetinden dolayı dayanıklılığının azalmasına neden olmakta ancak yapı kullanılmaya devam etmektedir. İkinci sınırlama durumu için hesaplama, kural olarak, ikincil bir değere sahiptir, çünkü Ana şey, taşıma kapasitesini sağlamaktır. Bununla birlikte, esneme sınırlamaları özellikle esnek bağları olan yapılar için önemlidir. Bu nedenle ahşap yapıların (kompozit raflar, kompozit kirişler, kalas-çivi yapılar) deformasyonları, bağların sünekliğinin etkisi dikkate alınarak belirlenmelidir (SNiP P-25-80. Tablo 13).

yükler, yapı üzerinde hareket eden Yapı Normları 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 gelen sabit yük dikkate alınır. G ve kar ağırlığından kısa süreli yükler S, rüzgar basıncı W.İnsanların ve ekipmanın ağırlığından gelen yükler de dikkate alınır. Her yükün bir standart ve tasarım değeri vardır. Normatif değeri n indeksi ile belirtmek uygundur.

Standart yükler yüklerin başlangıç ​​değerleridir: Geçici yükler, uzun süreli gözlem ve ölçüm verilerinin işlenmesi sonucunda belirlenir. Kalıcı yükler, yapıların, diğer yapı elemanlarının ve ekipmanların ölü ağırlık ve hacim değerlerinden hesaplanır. İkinci sınırlayıcı durumlar grubu - sapmalar için yapılar hesaplanırken standart yükler dikkate alınır.

Tasarım yükleriözellikle yukarı doğru olası değişkenlikleri dikkate alınarak normatif olanlar temelinde belirlenir. Bunun için standart yüklerin değerleri yük için güvenlik faktörü ile çarpılır. y, değerleri farklı yükler için farklı olan, ancak hepsi birden büyük. Dağıtılmış yükler, metrekare başına kilonewton'a (kN / m) karşılık gelen kilopaskal (kPa) cinsinden verilir. Çoğu hesaplama, doğrusal yük değerleri (kN / m) uygular. Tasarım yükleri, mukavemet ve stabilite için birinci sınırlayıcı durumlar grubu için yapıların tasarımında kullanılır.

Standart kar yükü s H, ülkenin kar bölgesine bağlı olarak, kapağın yatay izdüşümünün yük oranlarında (kN / m2) verilen kar örtüsünün standart ağırlığı esas alınarak belirlenir. . Bu değer, kaplama şeklinin eğimini ve diğer özelliklerini hesaba katan p katsayısı ile çarpılır. Daha sonra standart yük s H = s 0 p<х > 25 ° p == (60 ° - bir °) / 35 °. Bu. yük üniformdur ve iki taraflı veya tek taraflı olabilir.

Segmental makaslar veya kemerler üzerindeki tonozlu çatılarda, düzgün kar yükü, açıklık uzunluğunun / kemerin yüksekliğine /: p = // (8 /) oranına bağlı olan p katsayısı dikkate alınarak belirlenir.

Kemer yüksekliğinin açıklığa oranı ile f / l = 1/8 kar yükü üçgen şeklinde olabilir ve bir mesnet üzerinde maksimum değer s "ve 0,5 s" diğerinde ve sırtta sıfır değerde olabilir. Oranlarda maksimum kar yükünün değerlerini belirleyen katsayılar p f / ben= 1/8, 1/6 ve 1/5, sırasıyla 1.8'e eşittir; 2.0 ve 2.2. Neşter şeklindeki kaldırımlarda kar yükü, geleneksel olarak kaldırımın kemerlerin yakınında zeminin eksenlerinin kirişlerinden geçen düzlemler boyunca beşik olduğu göz önüne alındığında beşik olarak tanımlanabilir. Tasarım kar yükü, standart yükün ürününe ve yük için güvenlik faktörüne eşittir 7- Standart sabit ve kar yükleri oranı olan çoğu hafif ahşap ve plastik yapı için g n / s H < 0,8 коэффициент y = 1.6. Bu yüklerin büyük oranları ile NS =1,4.

Yüklü bir kişinin ağırlığından gelen yük eşit alınır - standart R"= 0.1 kN ve hesaplanan r = p ve y = 0.1 1.2 = 1.2 kN. Rüzgar yükü. Standart rüzgar yükü w w '+ basıncı ve emmeden oluşur w n - rüzgâr. Rüzgar yükünü belirlemek için ilk veriler, binaların kaplama ve duvar yüzeylerine dik yönlendirilen rüzgar basıncının değerleridir. Wi(MPa), ülkenin rüzgar bölgesine bağlı olarak ve yük ve darbe normlarına göre alınır. Standart rüzgar yükleri " normal rüzgar basıncının katsayı ile çarpılmasıyla belirlenir k, binaların yüksekliği ve aerodinamik katsayısı dikkate alınarak ile birlikte,şeklini dikkate alarak. Yüksekliği 10 m'yi geçmeyen ahşap ve plastikten yapılmış çoğu bina için, k = 1.

aerodinamik katsayısı ile birlikte binanın şekline, mutlak ve göreceli boyutlarına, eğimlerine, kaplamaların göreceli yüksekliklerine ve rüzgar yönüne bağlıdır. Eğim açısı a = 14 ° 'yi aşmayan eğimli yüzeylerin çoğunda, rüzgar yükü bir emme işlevi görür. W-. Aynı zamanda, temelde artmaz, ancak sabit ve kar yüklerinden yapılardaki eforları azaltır ve hesaplama sırasında güvenlik marjında ​​dikkate alınmayabilir. Binaların raflarını ve duvarlarını hesaplarken ve ayrıca üçgen ve neşter yapılarını hesaplarken rüzgar yükü dikkate alınmalıdır.

Tasarım rüzgar yükü, güvenlik faktörü ile çarpılan standart yüke eşittir y = 1.4. Böylece, w = = w ”y.

normatif direnç Odun Sağ(MPa), kusurlardan arındırılmış alanlarda ahşabın mukavemetinin ana özellikleridir. %12 nem içeriğine sahip küçük standart kuru odun numunelerinin çekme, sıkıştırma, bükme, ezme ve ufalanma için çok sayıda kısa süreli laboratuvar testlerinin sonuçlarından belirlenirler.

Test edilen ağaç numunelerinin %95'i, kılavuz değerine eşit veya daha yüksek bir basınç dayanımına sahip olacaktır.

Uygulamada verilen standart dirençlerin değerleri. 5, ahşap yapıların üretilmesi sürecinde ahşap mukavemetinin laboratuvar kontrolünde ve muayeneleri sırasında çalışan taşıyıcı yapıların taşıma kapasitesinin belirlenmesinde pratik olarak kullanılır.

Tasarım direnci Odun r(MPa), gerçek yapıların elemanlarının gerçek ahşabının mukavemetinin ana özellikleridir. Bu ahşap doğal olarak tolere edilebilir ve uzun yıllar stres altında çalışır. Tasarım dirençleri, malzeme için güvenlik faktörü dikkate alınarak standart dirençler temelinde elde edilir. NS ve yükleme süresi katsayısı t al formüle göre

katsayı NS birden fazla. Gerçek ahşabın yapısal heterojenliği sonucu mukavemetinin düşmesini ve laboratuvar numunelerinde olmayan çeşitli kusurların varlığını dikkate alır. Genel olarak budaklar ahşabın gücünü azaltır. Uzunlamasına liflerini kesip birbirinden ayırarak çalışma alanını küçültürler, boyuna kuvvetlerin eksantrikliğini ve liflerin düğüm etrafındaki eğimini yaratırlar. Liflerin eğimi, ahşabın lifler boyunca ve bu yönlerde mukavemeti lifler boyunca olduğundan çok daha düşük olan liflere göre bir açıda gerilmesine neden olur. Ahşabın kusurları, ahşabın çekme mukavemetini neredeyse yarıya ve sıkıştırmada yaklaşık bir buçuk kat azaltır. Çatlaklar, ahşabın yontulduğu alanlarda en tehlikelidir. Elemanların bölümlerinin boyutlarındaki bir artışla, tasarım dirençlerini belirlerken de dikkate alınan, gerilmelerin bölümler üzerindeki dağılımının daha homojen olmaması nedeniyle, yıkımları sırasındaki gerilmeler azalır.

Yük süresi faktörü 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 içinde direnç ben hemen hemen sen ^ kısa vadenin yarısı / t g.

Ahşabın kalitesi, doğal olarak tasarım direncinin değerini etkiler. 1. sınıf ahşap - en küçük kusurlarla en yüksek tasarım direncine sahiptir. Sırasıyla 2. ve 3. sınıf ahşabın tasarım dirençleri daha düşüktür. Örneğin, 2. sınıf çam ve ladin ağacının sıkıştırmaya karşı tasarım direnci ifadesinden elde edilir.

Çam ve ladin ağacının basma, çekme, eğilme, kesme ve ezilmeye karşı tasarım dayanımları Ek'te verilmiştir. 6.

Hizmet faktörleri T ahşabın tasarım direnci, ahşap yapıların üretildiği ve çalıştırıldığı koşulları dikkate alır. cins katsayısı T"çam ve ladin ağacının gücünden farklı olan farklı türlerdeki ahşabın farklı gücünü hesaba katar. Yük faktörü t „rüzgar ve montaj yüklerinin etkisinin kısa süresini hesaba katar. buruştuğunda t n= 1.4, diğer voltaj türleri için t n = 1.2. Kesit yüksekliği 50 cm / 72b'den fazla olan yapıştırılmış ahşap kirişlerin ahşabının bükülmesi sırasında kesit yüksekliği katsayısı, 120 cm'lik bir kesit yüksekliği ile 1'den 0,8'e düşer - daha da fazla. Yapıştırılmış ahşap elemanların katmanlarının kalınlık katsayısı, yapıştırılmış ahşabın yapısının homojenliğinin artması sonucu, yapıştırılmış levhaların kalınlığı azaldıkça sıkıştırma ve bükülme mukavemetlerindeki artışı hesaba katar. Değerleri 0.95 içindedir. 1.1. Eğilme katsayısı m rH, bükülmüş yapıştırılmış ahşap elemanların üretimi sürecinde levhaların bükülmesinden kaynaklanan ek eğilme gerilimlerini hesaba katar. Eğrilik yarıçapının, g / w cinsinden plakaların kalınlığına oranına bağlıdır ve 1.0 değerine sahiptir. Bu oranda 150'den 250'ye bir artışla 0,8. Sıcaklık katsayısı mt+35 ila +50 ° С arasındaki sıcaklıklarda çalışan ahşap yapıların mukavemetindeki düşüşü dikkate alır. 1.0'dan 0.8'e düşüyor. nem katsayısı t ow nemli bir ortamda çalışan ahşap yapıların mukavemetindeki azalmayı dikkate alır. %75 ila %95 arası iç hava nemi ile, t hl = 0,9. Kuru ve normal alanlarda açık havada t vl = 0.85. Sabit nemde ve suda t vl = 0.75. Stres konsantrasyonu faktörü t k = 0.8, gerilimde çentikler ve delikler bulunan bölgelerde ahşabın mukavemetindeki yerel azalmayı hesaba katar. Yüklerin süre katsayısı tl = 0.8, uzun vadeli yüklerin bazen yapıya etki eden toplam yük miktarının %80'inden fazlasını oluşturmasının bir sonucu olarak ahşabın mukavemetindeki düşüşü hesaba katar.

Ahşabın elastisite modülü kısa süreli laboratuvar testleri ile belirlenir, E cr= 15-10 3 MPa. Uzun süreli yükleme sırasındaki deformasyonları hesaba katarak, sapmaları hesaplarken £ = 10 4 MPa (Ek 7).

İnşaat kontrplaklarının standart ve tasarım dayanımları, ahşapla aynı yöntemlerle elde edilmiştir. Bu durumda, tabaka şekli ve liflerin karşılıklı olarak dik yönüne sahip tek sayıda katman dikkate alındı. Bu nedenle, kontrplağın bu iki yöndeki gücü farklıdır ve dış lifler boyunca biraz daha yüksektir.

FSF markasının yedi katmanlı kontrplak, inşaatlarda en yaygın olarak kullanılmaktadır. Dış kaplamaların lifleri boyunca tasarım direnci şuna eşittir: çekme # f. p = 14 MPa, sıkıştırma # f. c = 12 MPa, düzlemden bükülme /? f. „= 16 MPa, # f düzleminde yontma. sc = 0,8 MPa ve kes /? F. Çar - 6 MPa. Dış kaplamaların lifleri boyunca bu değerler sırasıyla eşittir: Mümkünse= 9 MPa, sıkıştırma # f. s = 8,5 MPa, bükme # F. ve = 6,5 MPa, ufalama $. CK = 0,8 MPa, # f'yi kesin. cf = = 6 MPa. Dış lifler boyunca esneklik ve kesme modülleri sırasıyla E f = 9-10 3 MPa ve b f = 750 MPa ve dış lifler boyunca E f = 6-10 3 MPa ve G $ = 750 MPa.

Limit durum analizi

Bu aşamada, bina yapılarının hesaplamalarının bazı normlara göre yapıldığını zaten anlıyoruz. Hangi - farklı ülkelerde farklı tasarım standartları kullanıldığından kesin olarak söylemek imkansızdır.

Bu nedenle, BDT ülkelerinde, Sovyet SNiP'lerine ve GOST'lerine dayanan standartların çeşitli sürümleri kullanılır; Avrupa ülkelerinde ağırlıklı olarak Eurocode'a (EN) geçtiler ve ABD'de ASCE, ACI vb. uygulanacaktır.

Normlar farklıysa, hesaplamalar farklı mı?

Bu soru, acemi hesaplayıcıları o kadar endişelendiriyor ki, onu ayrı bir paragrafa ayırdım. Gerçekten de: 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 fiziğin temel yasalarıyla çelişemeyeceği ve onlara dayanması gerektiği anlaşılmalıdır. Evet, çeşitli fiziksel özellikleri, katsayıları, hatta belirli yapı malzemelerinin çalışma modellerini kullanabilirler, ancak hepsi malzemelerin, yapı ve teorik mekaniğin gücüne dayanan ortak bir bilimsel temelle birleştirilir.

Gerilim altındaki bir metal yapı elemanının mukavemetinin Eurocode testi şöyle görünür:

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

Ve işte, SNiP'nin en son sürümlerinden birine göre benzer bir kontrol şöyle görünüyor:

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

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

Sınır durumu kavramı

Bir gün (aslında yıllar önce), bilim adamları ve araştırma mühendisleri, herhangi bir teste dayalı bir öğe tasarlamanın tamamen doğru olmadığını fark ettiler. Nispeten basit yapılar için bile, her bir elemanın çalışması için birçok seçenek olabilir ve yapı malzemeleri, aşınma sürecinde özelliklerini değiştirir. Ve yapının acil durum ve onarım koşullarını da göz önünde bulundurursak, bu, yapının tüm olası durumlarının sıralanması, bölümlenmesi, sınıflandırılması ihtiyacına yol açar.

“Sınırlayıcı durum” kavramı böyle doğdu. Eurocode'da özlü bir yorum verilmiştir:

sınırlayıcı durum - yapının uygun tasarım kriterlerini karşılamadığı bir yapı durumu

Sınırlayıcı durumun, yapının yük altındaki işi tasarım çözümlerinin ötesine geçtiğinde ortaya çıktığını söyleyebiliriz. Örneğin, bir çelik çerçeve tasarladık, ancak çalışmasının belirli bir noktasında, payandalardan biri dengesini kaybetti ve büküldü - sınır durumuna bir geçiş var.

Bina yapılarını sınırlayarak hesaplama yöntemi baskındır (daha az “esnek” izin verilen gerilmeler yönteminin yerini almıştır) ve bugün hem BDT ülkelerinin düzenleyici çerçevesinde hem de Eurocode'da kullanılmaktadır. Ancak bir mühendis bu soyut kavramı somut hesaplamalarda nasıl kullanabilir?

Eyalet gruplarını sınırla

Her şeyden önce, hesaplamalarınızın her birinin bir veya başka bir sınırlayıcı duruma atıfta bulunacağını anlamalısınız. Hesap makinesi, yapının çalışmasını bazı özetlerde değil, sınırlayıcı durumda simüle eder. Yani, yapının tüm tasarım özellikleri sınırlayıcı duruma göre seçilir.

Aynı zamanda, konunun teorik tarafını sürekli olarak düşünmenize gerek yoktur - gerekli tüm kontroller tasarım standartlarına zaten yerleştirilmiştir. Kontroller yaparak, tasarlanan yapı için sınır durumunun oluşmasını engellersiniz. Tüm kontroller karşılanırsa, yapının yaşam döngüsünün sonuna kadar sınır durumunun oluşmayacağı varsayılabilir.

Gerçek tasarımda bir mühendis bir dizi kontrolle (gerilmeler, momentler, kuvvetler, deformasyonlar için) uğraştığından, tüm bu hesaplamalar geleneksel olarak gruplandırılmıştır ve zaten sınırlayıcı durum gruplarından bahsederler:

• grup I'in limit durumları (Eurocode'da - taşıma kapasitesi açısından)
• II grubunun sınır durumları (Eurocode'da - servis kolaylığı için)

İlk sınırlayıcı durum geldiyse, o zaman:

• yapı yıkıldı
• yapı henüz tahrip olmadı, ancak yükteki en ufak bir artış (veya diğer çalışma koşullarındaki değişiklik) yıkıma yol açıyor

Sonuç açıktır: İlk sınırlayıcı durumda olan bir bina veya yapının daha fazla işletilmesi imkansızdır. imkanı yok:

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

Yapı ikinci (II) sınırlama durumuna geçmişse, çalışması hala mümkündür. Ancak bu, her şeyin yolunda olduğu anlamına gelmez - bireysel elemanlar önemli deformasyonlar alabilir:

• sapmalar
• bölüm rotasyonları
• çatlaklar

Kural olarak, bir yapının ikinci sınırlama durumuna geçişi, örneğin yükün azaltılması, hareket hızının azaltılması vb. gibi operasyonda herhangi bir kısıtlama gerektirir:

Şekil 2. Bina betonundaki çatlaklar (ikinci sınır durumu)

Malzemelerin mukavemeti açısından

"Fiziksel düzeyde", bir sınırlayıcı durumun ortaya çıkması, örneğin, bir yapısal elemandaki (veya bir grup elemandaki) gerilmelerin, tasarım direnci adı verilen belirli bir izin verilebilir eşiği aşması anlamına gelir. Ayrıca, gerilme-gerinim durumunun diğer faktörleri olabilir - örneğin, sınırlama durumunda yapının taşıma kapasitesini aşan eğilme momentleri, enine veya boyuna kuvvetler.

İlk sınır durumları grubunu kontrol eder

I limit durumunun başlamasını önlemek için tasarım mühendisi yapının karakteristik bölümlerini kontrol etmek zorundadır:

• güç için
• sürdürülebilirlik için
• dayanıklılık

Yapının tüm destek elemanları, yapıldıkları malzemeden ve ayrıca kesitin şekli ve boyutundan bağımsız olarak mukavemet açısından kontrol edilir. Bu, hesap makinesinin dinlenmeye hakkı olmayan en önemli ve zorunlu kontroldür.

Sıkıştırılmış (merkezi, eksantrik) elemanlar için stabilite kontrolü yapılır.

Yorulma etkilerini önlemek için döngüsel yükleme ve boşaltma koşulları altında çalışan elemanlar üzerinde yorulma testi yapılmalıdır. Bu, örneğin demiryolu köprülerinin açıklıkları için tipiktir, çünkü trenlerin hareketi sırasında işin yükleme ve boşaltma aşamaları sürekli olarak değişmektedir.

Bu dersimizde betonarme ve metal yapıların temel dayanım testleri hakkında bilgi sahibi olacağız.

Sınır durumlarının ikinci grubunu kontrol eder

II sınır durumunun başlamasını önlemek için tasarım mühendisi, karakteristik bölümleri kontrol etmek zorundadır:

• deformasyon üzerine (yer değiştirme)
• çatlak direnci (betonarme yapılar için)

Deformasyonlar sadece yapının doğrusal yer değiştirmeleriyle (sapmalar) değil, aynı zamanda bölümlerin dönme açılarıyla da ilişkilendirilmelidir. Hem geleneksel hem de öngerilmeli betonarme betonarme yapıların tasarımında çatlak direncinin sağlanması önemli bir aşamadır.

Betonarme yapılar için hesaplama örnekleri

Örnek olarak, normlara göre normal (gerilmesiz) betonarme yapılar tasarlanırken hangi kontrollerin yapılması gerektiğini düşünelim.

Tablo 1. Sınırlayıcı durumlara göre hesaplamaların gruplandırılması:
M - bükülme momenti; Q yanal kuvvettir; N - boyuna kuvvet (basınç veya çekme); e - boyuna kuvvet uygulamasının eksantrikliği; T torktur; F - harici konsantre kuvvet (yük); σ - normal stres; a - çatlak açılma genişliği; f - yapının sapması

Lütfen, her bir sınır durumu grubu için tüm kontrollerin gerçekleştirildiğini ve kontrol tipinin (formülün) yapısal elemanın gerilim-gerinim durumuna bağlı olduğunu unutmayın.

Bina yapılarının nasıl hesaplanacağını öğrenmeye çoktan yaklaştık. Bir sonraki toplantıda yükler hakkında konuşacağız ve hemen hesaplamalara geçeceğiz.

1955 yılından itibaren ülkemizdeki betonarme yapıların hesabı limit durum yöntemi kullanılarak yapılmaktadır.

· Sınırlayıcı bir yolla yapının böyle bir durumu, ulaştıktan sonra, dış yüklere direnme yeteneğinin kaybı veya kabul edilemez yer değiştirmelerin veya yerel hasarın alınması nedeniyle daha fazla çalışmanın imkansız hale gelmesi. Buna uygun olarak, iki grup sınırlayıcı durum oluşturulmuştur: birincisi - taşıma kapasitesi açısından; ikincisi - normal kullanıma uygunluğuna göre.

· Birinci grup limit durumları için hesaplama yapıların tahribatını (mukavemet analizi), yapının şeklinin stabilite kaybını (burkulma hesabı) veya konumunu (devrilme veya kayma hesabı), yorulma kırılmasını (dayanıklılık hesabı) önlemek için yapılır.

· İkinci grup limit durumları için hesaplama aşırı deformasyonların (sehimlerin) gelişmesini önlemek, betonda çatlama olasılığını ortadan kaldırmak veya açıklıklarının genişliğini sınırlamak ve ayrıca gerekirse, yükün bir kısmının kaldırılmasından sonra çatlakların kapanmasını sağlamak için tasarlanmıştır. .

Birinci sınırlayıcı durum grubu için hesaplama ana olanıdır ve bölümlerin seçiminde kullanılır. İkinci grup için hesaplama, güçlü olan, aşırı sapmalar (kirişler, nispeten düşük yüklü geniş açıklıklar), çatlama (tanklar, basınçlı boru hatları) veya aşırı çatlak açılması nedeniyle performanslarını kaybeden yapılar için yapılır. donatının erken korozyonu ...

Yapıya etkiyen yükler ve yapının yapıldığı malzemelerin dayanım özellikleri değişkenlik gösterir ve ortalama değerlerden farklılık gösterebilir. Bu nedenle, yapının normal çalışması sırasında sınırlayıcı durumların hiçbirinin oluşmamasını sağlamak için, yapıların güvenilir çalışmasını etkileyen çeşitli faktörlerin olası sapmalarını (olumsuz yönde) hesaba katan bir tasarım katsayıları sistemi tanıtılır: 1) yüklerin veya etkilerin değişkenliği dikkate alınarak yük güvenlik faktörleri γ f; 2) beton γ b ve donatı γ s için güvenlik faktörleri. mukavemet özelliklerinin değişkenliğini dikkate alarak; 3) bina ve yapıların sorumluluk derecesi ve sermayesi dikkate alınarak γ n ataması için güvenilirlik faktörleri; 4) çalışma koşullarının katsayıları γ bi ve γ si, genel olarak malzeme ve yapıların çalışmasının bazı özelliklerini değerlendirmeye izin verir, bu da hesaplamalara doğrudan yansıtılamaz.

Hesaplanan katsayılar, olasılıksal ve istatistiksel yöntemler temelinde belirlenir. Tüm aşamalar için yapıların gerekli güvenilirliğini sağlarlar: imalat, nakliye, montaj ve işletme.

Bu nedenle, limit durum hesaplama yönteminin ana fikri, mümkün olan maksimum yüklerin yapıya etki ettiği, beton ve donatının mukavemetinin minimum olduğu ve çalışma koşullarının en elverişsiz olduğu nadir durumlarda bile, yapı çökmez ve kabul edilemez sapmalar veya çatlaklar olmaz. Aynı zamanda birçok durumda daha önce kullanılan yöntemlerle hesaplamada olduğundan daha ekonomik çözümler elde etmek mümkündür.

Yükler ve etkiler ... Tasarım, yapıların inşası ve işletilmesi sırasında olduğu kadar bina yapılarının imalatı, depolanması ve taşınması sırasında ortaya çıkan yükleri de dikkate almalıdır.

Hesaplamalarda yüklerin standart ve hesaplanan değerleri kullanılır. Normal çalışması sırasında yapıya etki edebilecek normların oluşturduğu yüklerin maksimum değerlerine normatif * denir. Gerçek yük, farklı koşullar nedeniyle, normatif olandan yukarı veya aşağı farklı olabilir. Bu sapma, yük güvenlik faktörü tarafından dikkate alınır.

Tasarım yükleri için yapısal analiz yapılır

nerede q n - standart yük; γ f, dikkate alınan sınırlama durumuna karşılık gelen yük güvenlik faktörüdür.

Birinci sınırlayıcı durum grubunu hesaplarken γ f şunları alır: sabit yükler için γ f = 1.1 ... 1.3; geçici γ f = 1.2 ... 1.6, pozisyonun stabilitesini hesaplarken (devrilme, kayma, yüzme), yapının ağırlığındaki bir azalma çalışma koşullarını kötüleştirdiğinde,

İkinci grup sınırlayıcı durumlar için yapıların tasarımı, oluşmalarının daha az tehlikesi dikkate alınarak, γ f = l'deki tasarım yükleri için gerçekleştirilir. Bunun istisnası, γ f> l olan, çatlama direnci kategorisi I'e (bkz. § 7.1) ait yapılardır.

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

Kalıcı yükler, destekleyici ve çevreleyen yapıların ağırlığı dahil olmak üzere yapı parçalarının ağırlığını içerir; zeminin ağırlığı ve basıncı (dolgular, dolgu); öngerilmenin etkisi.

Geçici uzun vadeli yükler şunları içerir: sabit ekipmanın ağırlığı - makineler, motorlar, konteynerler, konveyörler; sıvı ve katı dolum ekipmanının ağırlığı; depolarda, buzdolaplarında, kitap depolarında, kütüphanelerde ve hizmet odalarında depolanan malzemelerden ve raflardan zeminlere yük.

Yüklerin etki süresinin deformasyonlar ve çatlak oluşumu üzerindeki etkisinin dikkate alınması gereken durumlarda, kısa vadeli olanların bir kısmı uzun vadeli yüklere aittir. Bunlar, her bir açıklıktaki bir vinçten gelen dikey yükün tam standart değerinin bir faktörle çarpılmasıyla belirlenen, standart değeri azaltılmış vinçlerden gelen yüklerdir: 0,5 - 4K-6K vinç çalışma modları grupları için; 0.6 - 7K vinç grupları için çalışma modu; 0.7 - 8K * vinç çalışma modu grupları için; tam standart değerin (bkz. §11.4) 0,3 - kar bölgesi III için, 0,5 - bölge IV için, 0,6 - bölgeler V, VI için çarpılmasıyla belirlenen azaltılmış standart değere sahip kar yükleri; düşük standart değerlere sahip konut ve kamu binalarının katlarındaki insanlardan, ekipmanlardan gelen yükler. Bu yükler, sünme deformasyonlarının ortaya çıkması, sehim ve çatlak açıklık genişliğinin artması için yeterli bir süre etki edebilmeleri nedeniyle uzun süreli yükler olarak sınıflandırılır.

Kısa vadeli yükler şunları içerir: tam standart değerlere sahip konut ve kamu binalarının katlarındaki insan ağırlığından yükler; tam standart değere sahip vinç yükleri; tam standart değere sahip kar yükleri; rüzgar yüklerinin yanı sıra yapıların montajı veya onarımından kaynaklanan yükler.

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

Binalar ve yapılar, çeşitli yüklerin aynı anda etkisine maruz kalırlar, 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: kalıcı, uzun vadeli ve kısa vadeli yüklerden oluşan temel kombinasyonlar; kalıcı, uzun süreli, kısa süreli ve özel yüklerden oluşan özel kombinasyonlar.

Geçici yükler, uzun süreli olarak - azaltılmış standart değer dikkate alınarak, kısa süreli olarak - tam standart değer dikkate alınarak kombinasyonlara dahil edilir.

En büyük yüklerin veya çabaların aynı anda meydana gelme olasılığı, ψ 1 ve ψ 2 kombinasyon katsayıları tarafından dikkate alınır. Ana kombinasyon sabit ve yalnızca bir geçici yük (uzun vadeli ve kısa vadeli) içeriyorsa, iki veya daha fazla geçici yük dikkate alınarak kombinasyon katsayıları 1'e eşit alınır, ikincisi ψ 1 = 0.95 ile çarpılır. uzun vadeli yükler için ve kısa vadeli yükler için ψ 1 = 0.9, çünkü aynı anda hesaplanan en yüksek değerlere ulaşmaları olası görülmemektedir.

* Vinç çalışma modları grupları, vinçlerin çalışma koşullarına, kaldırma kapasitesine bağlıdır ve GOST 25546-82'ye göre kabul edilir.

Patlayıcı etkiler de dahil olmak üzere özel bir yük kombinasyonu için yapıları hesaplarken, kısa vadeli yüklerin göz ardı edilmesine izin verilir.

Tasarım yüklerinin değerleri, binaların ve yapıların sorumluluk derecesi ve sermayesi dikkate alınarak, yapıların amaçlanan amacı için güvenilirlik faktörü ile de çarpılmalıdır. Sınıf I yapılar için (özellikle önemli ulusal ekonomik öneme sahip nesneler) γ n = 1, sınıf II yapılar için (önemli ulusal ekonomik nesneler) γ n = 0.95, Sınıf III yapılar için (sınırlı ulusal ekonomik öneme sahip) γ n = 0.9, hizmet ömrü 5 yıla kadar olan geçici yapılar için γ n = 0.8.

Standart ve tasarım beton direnci. Betonun dayanım özellikleri değişkendir. Aynı beton yığınından alınan numuneler bile test sırasında, yapısının heterojenliği ve eşit olmayan test koşulları ile açıklanan farklı dayanımlar gösterecektir. Yapılardaki beton mukavemetinin değişkenliği ayrıca ekipmanın kalitesinden, işçilerin niteliklerinden, beton tipinden ve diğer faktörlerden etkilenir.

Pirinç. 2.3. Dağılım eğrileri:

F m ve F - ortalama ve hesaplanan değerler

dış yükten kaynaklanan çabalar;

F um ve F u - aynı, taşıma kapasitesi

Tüm olası mukavemet değerlerinden, yapıların gerekli güvenilirlikle güvenli çalışmasını sağlayan hesaplamaya girmek gerekir. Olasılık teorisi yöntemleri onu kurmaya yardımcı olur.

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

burada n 1, n 2, .., n k, R 1, R 2, ..., R k, n kuvvetinin toplam deney sayısı olduğu deneylerin sayısıdır. Mukavemet yayılması (ortalamadan sapma), standart sapma (standart) ile karakterize edilir

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

σ'yı hesapladıktan sonra, belirli bir güvenilirliğe (güvenliğe) sahip olacak R n kuvvet değerini bulmak için olasılık teorisi yöntemlerini kullanabiliriz:

burada æ bir güvenilirlik göstergesidir.

æ ne kadar yüksekse (bkz. Şekil 2.3, a), numune sayısı o kadar fazla R m - æσ mukavemet gösterecek ve daha fazlası, güvenilirlik o kadar yüksek olacaktır. R n = R m - σ'yi hesaplamaya dahil edilen minimum güç olarak alırsak (yani, æ = 1 ayarı), tüm numunelerin %84'ü (küpler, prizmalar, sekizler olabilir) aynı veya daha büyük gücü gösterecektir. ( güvenilirlik 0.84). Numunelerin = 1.64-95'i R n = R m - 1.64σ veya daha fazla mukavemet gösterecek ve æ = ​​3 - 99.9'da numunelerin mukavemeti R n = R m -Зσ'dan daha düşük olmayacak . Bu nedenle, hesaplamaya R m -Зσ değerini girersek, o zaman binden sadece bir durumda dayanım kabul edilenden daha düşük olacaktır. Böyle bir fenomen neredeyse inanılmaz olarak kabul edilir.

Standartlara göre fabrikada kontrol edilen temel özellik, beton sınıfı "B" *, 0,95 güvenilirlik ile 15 cm kenarlı bir beton küpün gücünü temsil eder. Sınıfa karşılık gelen mukavemet, æ = 1.64'teki formül (2.9) ile belirlenir.

ν değeri geniş bir aralıkta değişebilir.

Üretici, belirli üretim koşulları için belirlenen ν katsayısını dikkate alarak, beton sınıfına karşılık gelen Rn mukavemetini sağlamalıdır. İyi organize edilmiş bir üretime sahip (yüksek homojenliğe sahip beton üreten) işletmelerde, gerçek varyasyon katsayısı küçük olacaktır, ortalama beton mukavemeti [bkz. formül (2.10)] daha düşük alınabilir, böylece çimentodan tasarruf edebilirsiniz. İşletme tarafından üretilen betonun büyük bir dayanım değişkenliği (büyük varyasyon katsayısı) varsa, o zaman aşırı çimento tüketimine neden olacak gerekli R n değerlerini sağlamak için beton mukavemetini R m artırmak gerekir.

* 1984 yılına kadar betonun dayanımının temel özelliği, betonun nihai basınç dayanımının kgf / cm2 cinsinden R m ortalama değeri olarak tanımlanan derecesiydi.

Beton prizmaların eksenel sıkıştırmaya karşı standart direnci R b, n (prizmatik mukavemet), prizmatik ve kübik mukavemeti birbirine bağlayan ilişki (1.1) dikkate alınarak kübik mukavemetin standart değeri ile belirlenir. R b, n değerleri tabloda verilmiştir. 2.1.

Eksenel gerilime karşı betonun normatif direnci R bt, n, betonun çekme dayanımının kontrol edilmediği durumlarda, çekme dayanımını basınç dayanımına bağlayan bağımlılık (1.2) dikkate alınarak kübik dayanımın normatif değeri ile belirlenir. . R bt, n değerleri tabloda verilmiştir. 2.1.

Betonun çekme dayanımı, üretimde numunelerin doğrudan test edilmesiyle kontrol ediliyorsa, eksenel gerilime karşı standart direnç şuna eşit alınır.

ve betonun çekme dayanımı sınıfını karakterize eder.

Birinci grup R b ve R bt'nin sınırlayıcı durumları için betonun tasarım dirençleri, standart dirençlerin, sıkıştırma γ bc veya çekme γ bt'deki karşılık gelen beton güvenilirlik katsayılarına bölünmesiyle belirlenir:

Ağır beton için γ bc = 1.3; γ bt = 1.5.

Bu katsayılar, gerçek yapılardaki beton dayanımının numunelerdeki dayanımdan farklı olması ve yapıların üretim ve işletim koşullarına bağlı olarak bir dizi başka faktör nedeniyle normatif ile karşılaştırıldığında gerçek dayanımı düşürme olasılığını hesaba katar. .

Tablo 2.1.

Ağır betonun dayanım ve deformasyon özellikleri

II R b, ser ve R bt, ser grubunun sınırlayıcı durumları için tasarım beton dirençleri, güvenilirlik faktörleri γ bc = γ bt = 1 ile belirlenir, yani. normatif dirençlere eşit olarak alınır. Bu, II grubunun sınırlayıcı durumlarının başlangıcının, I grubundan daha az tehlikeli olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır, çünkü kural olarak, yapıların ve elemanlarının çökmesine yol açmaz.

Beton ve betonarme yapılar hesaplanırken, gerekirse betonun tasarım dirençleri, aşağıdakiler dikkate alınarak çalışma koşullarının katsayıları γ bi ile çarpılır: etki süresi ve yükün tekrarlanabilirliği, üretim koşulları, yapının doğası. uzun süreli yüke sahip yapı vb., kısa süreli yükleri hesaba katarak γ b 2 = 0.85 ... 0.9 katsayısını girin - γ b 2 = 1.1.

■ Takviyenin standart ve tasarım direnci ... Standart takviye direnci R sn, en küçük kontrol edilen 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 tel için akma mukavemetini düzenlemediğinden, nihai gerilme mukavemetinin 0.75'lik bir voltajı.

Standart direnç değerleri R sn, 0,95 güvenilirlikle betonun yanı sıra takviye çelikleri için mevcut standartlara göre alınır (Tablo 2.2).

Takviyenin tasarım çekme dayanımları Rs ve Rs, grup I ve II'nin sınırlayıcı durumları için ser (Tablo 2.2), standart dirençlerin donatı γ s için karşılık gelen güvenlik faktörlerine bölünmesiyle belirlenir:

Güvenlik faktörü, R s ve R sn'nin aşırı yaklaşması durumunda elemanların tahrip olma olasılığını dışlayacak şekilde ayarlanmıştır. Çubukların enine kesit alanının değişkenliğini, takviyenin plastik deformasyonlarının erken gelişimini vb. A-I, A-II sınıflarının çubuk takviyesi için değeri 1,05'tir; sınıflar A-III - 1.07 ... 1.1; A-IV, A-V-1.15 sınıfları; A-VI - 1.2 sınıfları; Bp-I, B-I - 1.1 sınıflarının tel takviyesi için; B-II, Bp-II, K-7, K-19-1.2 sınıfları.

II grubunun sınırlayıcı durumları hesaplanırken, tüm donatı türleri için güvenlik faktörünün değeri bire eşit alınır, yani. tasarım dirençleri R s, s er, normatif olanlardan sayısal olarak farklıdır.

Takviye R sc'nin tasarım basınç dayanımı tayin edilirken, sadece çeliğin özellikleri değil, aynı zamanda betonun nihai sıkıştırılabilirliği de dikkate alınır. ε bcu = 2X · 10 -3, çeliğin elastisite modülü E s = 2 · 10 -5 MPa alındığında, betonun derz deformasyonları durumundan beton kırılmasından önce donatıda elde edilen en yüksek σ sc gerilmesini elde etmek mümkündür. ve takviye σ sc = ε bcu E s = ε s E s. Normlara göre, donatının sıkıştırmaya karşı tasarım direnci R sc, 400 MPa'yı geçmediği takdirde R s'ye eşit alınır; daha yüksek Rs değerine sahip takviye için, tasarım direnci R sc 400 MPa (veya indirgeme aşamasında hesaplanırken 330 MPa) olarak alınır. Yükün uzun süreli etkisi ile betonun sürünmesi, donatıdaki basınç stresinde bir artışa yol açar. Bu nedenle, betonun tasarım direnci, çalışma koşullarının katsayısı γ b 2 = 0.85 ... 0.9 (yani, yükün sürekli hareketi dikkate alınarak) dikkate alınırsa, ilgili şartlara bağlı olarak izin verilir. A-IV sınıfı çelikler için R sc değerini 450 MPa'ya ve At-IV sınıfı çelikler için 500 MPa'ya kadar artırmak için tasarım gereksinimleri.

Sınırlayıcı durumların I grubuna göre yapıları hesaplarken, gerekirse, donatının tasarım dirençleri, bölümdeki gerilmelerin eşit olmayan dağılımı, kaynaklı bağlantıların varlığı dikkate alınarak, çalışma koşullarının katsayıları γ si ile çarpılır. , yükün tekrarlanan hareketi, vb. Örneğin, yüksek mukavemetli takviyenin geleneksel akma gerilmesinin üzerindeki gerilmelerde çalışması, değeri takviye sınıfına bağlı olan çalışma koşullarının γ s6 katsayısı ile dikkate alınır ve 1.1 ila 1.2 arasında değişir (bkz. § 4.2).

Tablo 2.2.

Mukavemet ve deformasyon özellikleri

takviye çelikleri ve halatlar.

Not. Tabloda, çubuk donatı sınıfları, ilgili sınıfın tüm donatı türleri anlamına gelir; örneğin, A-V sınıfı ayrıca A t -V, A t -VCK, vb. anlamına gelir.

■ Hesaplamanın temel hükümleri.

I grubu sınırlayıcı durumlara (taşıma kapasitesi) göre hesaplanırken, koşul yerine getirilmelidir.

F

(2.14) ifadesinin sol tarafı, tasarım yüklerinin veya eylemlerinin en elverişsiz kombinasyonu ile elemanın bölümünde pratik olarak mümkün olan maksimum kuvvete eşit tasarım kuvvetidir; γ f> 1'deki q tasarım yüklerinin neden olduğu çabalara, kombinasyon katsayılarına ve yapıların γ n amacına yönelik güvenilirlik faktörlerine bağlıdır. Tasarım kuvveti F, yapıların elverişsiz veya elverişli çalışma koşulları dikkate alınarak, malzemelerin tasarım dirençlerinin ve çalışma koşullarının γ bi, γ si katsayılarının bir fonksiyonu olan F u bölümünün tasarım taşıma kapasitesini aşmamalıdır. , ayrıca bölümün şekli ve boyutları.

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

II sınırlayıcı durumlar grubuna göre hesaplarken:

· Yer değiştirmelerde - standart yük f'den sapmaların, belirli bir yapısal eleman f ≤ f u için normlar tarafından belirlenen f u sapmalarının sınır değerlerini aşmaması gerekir. f u değeri şu şekilde alınır;

· Çatlama ile - tasarımdan veya standart yükten gelen kuvvet, F ≤ F crc bölümünde çatlakların ortaya çıktığı kuvvete eşit veya daha az olmalıdır;

Normal ve eğik çatlakların açılması için - gerilmiş donatı seviyesindeki açıklıklarının genişliği, a cr c, ua crc ≤ a cr c, u = 0, l normları tarafından belirlenen açıklık sınırından daha az olmalıdır. .. 0,4 mm.

Gerekli durumlarda, tam yükten oluşan çatlakların, uzun süreli parçasının etkisi altında güvenilir bir şekilde kapatılması (kenetlenmesi) gerekir. Bu durumlarda kırık kapanma hesapları yapılır.

KENDİNİ TEST İÇİN SORULAR:

1. Eğilmiş betonarme elemanların gerilme-şekil değiştirme durumunun aşamaları. Mukavemet, çatlama direnci, sehim hesaplamalarında bu aşamalardan hangisi kullanılır?

2. Öngerilmeli yapıların gerilme-şekil değiştirme durumunun özellikleri.

3. İzin verilen gerilmeler ve kopma yükleri için enine kesit hesaplama yöntemlerinin temel hükümleri. Bu yöntemlerin dezavantajları.

4. Sınırlayıcı durumlar yöntemiyle hesaplamanın ana hükümleri.

Eyalet gruplarını sınırlayın.

5. I ve II limit durum grupları için hesaplamanın amaçları nelerdir?

6. Yüklerin sınıflandırılması ve tasarım kombinasyonları.

7. Standart ve tasarım yükleri. Güvenlik faktörleri

yükler tarafından. Ne ölçüde farklılık gösterirler?

8. Betonun standart direnci. ortalamayla nasıl bir ilişkisi var

kuvvet? Hangi güvenlikle atanır?

9. Grup I ve II için tasarım beton direnci nasıl belirlenir?

sınır durumları? Güvenilirlik faktörleri ve çalışma koşulları faktörleri hangi amaçla tanıtılmaktadır?

10. Farklı çelikler için standart güçlendirme direnci nasıl belirlenir?

11. Takviyenin tasarım direnci, güvenlik faktörleri

ve çalışma koşulları.

12. Olay dışında kalan koşulları genel hatlarıyla yazınız.

Grup I ve II'nin durumlarını sınırlar ve anlamlarını açıklar.