41. Метод предельных состояний.

Расчет конструкций по предельным состояниям первой группы.

где – предельное расчетное значение усилия элемента;

- сопротивление (несущая способность) сечения;

– коэффициент надежности по назначению зданий и сооружений;

– интенсивность нормативных нагрузок;

– коэффициент надежности по нагрузкам;

– коэффициент сочетания нагрузок;

– факторы расчетной схемы;

– нормативные сопротивления материалов;

– коэффициент надежности по материалам;

– коэффициент условий работы материалов;

– коэффициент сочетания сопротивлений материалов;

– формы и размеры поперечного сечения элемента;

μ – коэффициент армирования.

Коэффициент надежности по назначению зданий и сооружений зависит от класса их ответственности, т. е. от величины материального и социального ущерба, нанесенного вследствие входа конструкции в предельное состояние. В зависимости от класса ответственности зданий и сооружений установлены следующие его значения:

– для зданий и сооружений класса I (главные корпуса атомных и тепловых электростанций, телевизионные башни, высотные промышленные трубы, большие резервуары для нефтепродуктов, крытые спортивные сооружения с трибунами, здания театров, цирков, музеев, учебных и детских учреждений и т. п.);

– для зданий и сооружений класса II, не входящих в классы I и III;

– для зданий и сооружений класса III (склады без процессов сортировки и упаковки, одноэтажные жилые дома, временные постройки).

Коэффициент условий работы материалов учитывает влияние технологических, конструкционных и эксплуатационных факторов на ухудшение или улучшение физико-механических характеристик материалов.

Расчет конструкций по предельным состояниям второй группы.

Расчет элементов по образованию трещин проверяется исходя из условия

где S – расчетное значение усилия;

– сопротивление элемента образованию трещин.

Расчет по деформациям (перемещениям) проверяется условия

где f – прогиб, деформация;

– предельно допустимое значение прогиба, деформации.

42. Случаи ндс сжатого сечения с гибкой арматурой.

1-й случай (случай больших эксцентриситетов): характеризуется отношением . Элемент работает как изгибаемый элемент, разрушение которого происходит в результате достижения предела текучести растянутой арматуры ( ) или одновременного достижения предела текучести растянутой арматуры и предела прочности сжатого бетона (рис. 9);

2-й случай (случай малых эксцентриситетов): характеризуется отношением . Поперечное сечение элемента либо полностью сжато, либо часть сечения растянуто, но . Разрушение происходит в результате достижения предела прочности сжатого бетона (рис. 10).

Рис. 9. Рис. 10.

43. Параметры интенсивности нагрузок. Сочетания нагрузок.

Параметры интенсивности нагрузок. Нагрузки подразделяются на постоянные, длительные, кратковременные, особые и монтажные.

К постоянным нагрузкам относятся вес частей зданий и сооружений, вес и давление грунта, усилие предварительного обжатия, а также усилия, вызываемые неточностью изготовления в возведения конструкций.

К длительным временным нагрузкам относятся вес временных перегородок, стационарного оборудования и жидкостей, нагрузки в складских помещениях, температурные технологические воздействия, а также воздействия, вызываемые неравномерной осадкой фундаментов, усадкой и ползучестью бетона, часть полезной нагрузки жилых и общественных зданий, от 30 до 60% веса снега, от 50 до 70% нагрузки мостовых кранов и т. д.

Кратковременными нагрузками считаются вес людей и материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования, подвижного подъемно-транспортного оборудования, давление ветра, остальная часть полезной нагрузки жилых и общественных зданий, от 40 до 70% веса снега, от 30 до 50% нагрузки мостовых кранов, транспортная нагрузка и т. д.

Особыми нагрузками являются сейсмические и взрывные воздействия, нагрузки, вызываемые нарушениями технологического процесса, и т. д.

Монтажными нагрузками называются нагрузки, возникающие в стадиях изготовления, хранения и транспортирования конструкций, а также во время возведения зданий и сооружений.

За нормативную нагрузку принимается ее среднее значение, отвечающее нормальным условиям эксплуатации. Для объемных весов принимаются средние значений плотности материалов. Для временных эксплуатационных нагрузок принимаются их наибольшие значения при нормальной эксплуатации зданий и сооружений. Ветровые и снеговые нагрузки определяются по средним из ежегодных неблагоприятных значений. Нагрузки от оборудования принимаются по паспортам.

Расчетные нагрузки определяются путем умножения нормативных нагрузок на коэффициенты надежности по нагрузкам . При расчете конструкций по первой группе предельных состояний . Если при уменьшении массы конструкции условия ее работы под нагрузкой ухудшаются, то коэффициент надежности от ее веса . При расчете по второй группе предельных состояний .

Сочетание максимальных значений нескольких нагрузок в опасных зонах конструкции маловероятно. Поэтому при расчете конструкций по методу предельных состояний целесообразно принимать коэффициенты сочетания нагрузок .

Рассматриваются две группы сочетаний нагрузок:

- основные сочетания – учет постоянных, длительных и кратковременных нагрузок;

- особые сочетания – учет постоянных, длительных, кратковременных и одной особой нагрузки.

Порядок учета динамических нагрузок от оборудования в сочетаниях с другими нагрузками устанавливаются нормативными документами по проектированию конструкций под машины с динамическими нагрузками.