Раздел II. Расчет и проектирование элементов деревянных конструкций.Основы расчета по предельным состояниям

1. Виды предельных состояний строительных конструкций.

Согласно нормам (СНиП) все строительные конструкции и основания рассчитываются по предельным состояниям.

ПРЕДЕЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ – такое состояние, при котором конструкция перестает удовлетворять требованиям, предъявляемым к ней в процессе эксплуатации.

Рассматривают 2 группы предельных состояний:

1. По несущей способности, т.е. по непригодности к эксплуатации. Включает в себя: общую потерю устойчивости формы, потерю устойчивости положения, все виды разрушения (вязкое, хрупкое, усталостное).

2. По деформациям, по непригодности к нормальной эксплуатации. Состояния, вследствие которого допускается недопустимые перемещения, прогибы, осадки, углы поворота, смещения.

Необходим учет всех факторов, определяющих напряженное состояние конструкции.

К основным факторам относятся:

1. Внешние нагрузки.

2. Качество, размеры, механические свойства материала конструкции.

3. У

   ∑ P_i^H · γ_f · ψ · α_i ≤ R^H · ∙ F_i · m_i

   P

   R

   словия работы конструкции (эксплуатации).

Условия в общем виде предельного состояния

1. Внешние нагрузки приводятся в нормах в виде нормативных значений (СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия») P^H.

На нормативные значения нагрузки производится расчёт конструкций по ΙΙ группе предельных состояний (по деформации).

Расчёт по Ι группе предельных состояний производится на расчётные значения нагрузок (Р), которые определяются путём умножения нормативных значений на коэффициент надёжности по нагрузке γ_f. Этот коэффициент учитывает возможные отклонения нагрузок в неблагоприятную сторону (большую или меньшую).

Коэффициент надёжности по нагрузке учитывает изменчивость нагрузки. При одновременном действии двух и более временных нагрузок, расчёт конструкций выполняется с учётом наиболее неблагоприятного сочетания этих нагрузок. Вероятность одновременного проявления максимальных значений учитывается коэффициентом сочетаний (ψ).

α_i − коэффициент, учитывающий весомость каждой из нагрузок в результирующих усилиях (смысл коэффициента − ордината линии влияния).

2. Механические свойства конструкции.

Основной характеристикой механических свойств древесины является нормативное сопротивление R^H. Значение R^H устанавливается по результатам испытаний стандартных образцов с учётом их статистической изменчивости.

Все расчёты выполняются по расчётным сопротивлениям R.

Значения R получаются путём деления R^H на коэффициент безопасности по материалу γ_H. Он учитывает ряд факторов нестатистического характера:

1. Переход от малых стандартных образцов к размерам реальных элементов строительных конструкций;

2. Пороки древесины;

3. Продолжительность действия нагрузки.

F_i − геометрическая характеристика поперечного сечения.

3. Условия работы конструкции (влияние влажности, температуры, агрессивности среды) учитываются коэффициентом условия работы m_i, на который умножается в необходимых случаях R^H или R:

m_o − учитывает наличие концентраторов напряжения = 0,8;

m_в − учитывает повышенную влажность;

m_н − учитывает кратковременность действия нагрузки;

m_п − учитывает породы древесины;

m_гн − учитывает снижение R в гнутых элементах;

m_б − учитывает геометрические размеры поперечного сечения.

Для ΙΙ группы предельных состояний:

f ≤ [f],

где f − деформация от нормативной нагрузки;

[f] − предельное значение деформации конкретного элемента (СНиП «Деревянные конструкции»).