11. Розрахунок за граничними станами іі групи

Розрахунок за граничними станами ІІ групи (за непридатністю до нормальної експлуатації) полягає в забезпеченні умови

f  f_u ,

де f – переміщення (прогини, кути повертання, амплітуди коливань), викликані дією розрахункових експлуатаційних навантажень або відповідних зусиль. Визначаються за формулами будівельної механіки;

f_u – граничні переміщення, які визначаються нормами залежно від конструктивних, технологічних та естетичних вимог.

8. Класифікація навантажень та впливів за терміном дії.

Навантаження залежно від змінюваності у часі поділяються на постійні та змінні. Змінні, в свою чергу, поділяються залежно від тривалості неперервної дії на тривалі, короткочасні та епізодичні.

Постійне навантаження – це навантаження, яке діє практично не змінюючись протягом терміну служби споруди і для якого можна нехтувати зміною його значення у часі щодо середнього. До постійних навантажень та впливів відносяться: вага постійних частин будівель та споруд; вага та тиск грунтів (насипи, засипки); гідростатичний тиск води; дія попереднього напруження конструкцій та ін.

Тривале навантаження – це змінне навантаження, тривалість дії якого може наближатися до встановленого терміну експлуатації конструкції. До нього відносяться: вага стаціонарного обладнання; температурні технологічні впливи від стаціонарного обладнання; тиск газів, рідин та сипких матеріалів у ємкостях і трубопроводах; тиск відкладених наносів; вага відкладень технологічного пилу; навантаження на перекриття складів, промислових та цивільних будівель та ін.

Короткочасне навантаження – це змінне навантаження, яке реалізується багато разів протягом терміну служби споруди і для якого тривалість дії набагато менша від встановленого терміну експлуатації конструкції. До нього належать: атмосферні навантаження (снігові, вітрові, льодові навантаження та температурні кліматичні впливи); навантаження від під’ємно-транспортного устаткування; навантаження на перекриття будівель від маси людей, меблів, різноманітного легкого устаткування, ремонтних матеріалів в зонах обслуговування та ремонту устаткування; навантаження, які виникають при транспортуванні та монтажі конструкцій, перестановці устаткування та ін.

Епізодичне навантаження – навантаження, яке реалізується надзвичайно рідко (один чи декілька разів протягом терміну служби споруди) і тривалість дії якого обмежується в часі коротким терміном. Як правило, епізодичними є аварійні навантаження і впливи (сейсмічні та вибухові впливи; навантаження, викликані несправністю або поломкою устаткування і різкими порушеннями технологічного процесу; тиск від гідравлічного удару за повного скиду навантаження; льодові навантаження внаслідок проривів заторів; просадка грунтів в районах гірських виробок та карстових районах та ін.).

9. Нормативні та розрахункові опори матеріалів.

Основними характеристиками опору сталі силовим впливам є нормативні опори. Вони позначаються літерою “R” з індексом “n” – R_n . Індекс “n” означає “нормативне” значення опору.

За нормативні значення опору сталі приймають найменші (браковочні) значення, отримані при випробуваннях на розрив великої кількості стандартних зразків, вирізаних з партії прокату, і забезпечені з імовірністю 0,95 (тобто в 5 випадках із ста значення опору допускається меншим, ніж нормативне значення). Отримані таким чином механічні характеристики називаються нормативними опорами.

За нормативний опір розтягу, стиску, згину стального прокату приймають, як правило, найменше (браковочне) значення межі текучості _у, оскільки при його досягненні в елементах починають розвиватися значні пластичні деформації, що недопустимо, а стиснуті елементи починають втрачати стійкість. Він позначається R_уп (“у” – за межею текучості; “n” – нормативне значення).

Для конструкцій, експлуатація яких можлива і після досягнення матеріалом межі текучості (трубопроводи та ємкості, які працюють на розтяг під дією внутрішнього тиску), тобто в тих випадках, коли за характером роботи конструкцій несуча здатність визначається міцністю, а не пластичністю, за нормативний опір приймають найменше (браковочне) значення межі міцності (тимчасового опору) _u. Він позначається R_un (“u” – за тимчасовим опором; “n” – нормативне значення).

Таким чином, встановлені два види нормативних опорів:

R_yn – нормативний опір сталі розтягу, стиску, згину за межею текучості; ;

R_un – нормативний опір сталі розтягу, стиску, згину за межею міцності (тимчасовим опором); .

Міцнісні характеристики матеріалів, з яких виготовлені конструкції, можуть відрізнятися від встановлених нормами проектування. З чим це пов’язано? Значення механічних властивостей металів перевіряються на металургійних заводах вибірковими випробуваннями. Механічні властивості контролюються на малих зразках при короткочасному одноосному розтязі. Фактично ж метал працює тривалий час, в крупнорозмірних конструкціях, в складному напруженому стані. Можливе попадання в конструкції матеріалу з властивостями, нижчими за встановлені в стандартах. Вплив цих факторів на зниження несучої здатності конструкцій враховується коефіцієнтом надійності за матеріалом _m . Коефіцієнт враховує можливу мінливість міцнісних характеристик металу, а також відмінність роботи металу в реальних конструкціях від роботи зразків, випробуваних в лабораторних умовах. _m>1 і встановлюється за СНиП “Стальные конструкции”.

Характеристика, отримана діленням нормативного опору на _m, називається розрахунковим опором. В позначенні розрахункового опору індекс “n” опускається:

– розрахунковий опір сталі розтягу, стиску, згину за межею текучості;

– розрахунковий опір сталі розтягу, стиску, згину за межею міцності (тимчасовим опором).

Числові значення розрахункових опорів розтягу, стиску та згину для різних марок сталі, різних товщин та видів прокату приведені в СНиП ІІ-23-81* “Стальные конструкции” (табл.51^*). Для інших напружених станів розрахункові опори вираховуються за спеціальними формулами, також приведеними в СНиП.