18. Общие сведения о расчете жбк по предельным состояниям. Классификация нагрузок.

Предельное состояние – это состояние конструкции, при наступлении которого конструкция перестает удовлетворять предъявленным к ней требованиям, т.е. теряет способность сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям или получает недопустимые значения деформаций или трещиностойкости.

Метод расчета конструкций по предельным состояниям является дальнейшим развитием метода расчета по разрушающим усилиям.

Выделяли 3 группы предельных состояний: 1.по несущей способности; 2.по деформативности;

3.по трещиностойкости.

Затем последние 2 группы объединили в единую группу – группу по условиям эксплуатации.

При расчете по предельным состояниям используют не сопротивление сжатию при изгибе как в методе по разрушающим усилиям, а призменную прочность .

Оценка недопустимых деформаций определяется с помощью прогибов или углов поворота.

Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы обеспечить прочность, устойчивость, выносливость конструкций.

Расчет по предельным состояниям второй группы выполняют для избежания образования и чрезмерного раскрытия трещин, а также чрезмерных перемещений.

Между 2 группами предельных состояний есть качественная разница:

- 1 группа защищает от обрушения;

- 2 группа отвечает за комфортность эксплуатации.

Существуют некоторые ограничения для 2 группы – ограничения по деформациям:

1.конструктивные – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать эксплуатации других конструкций;

2.технологические – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать работе технологического оборудования;

3.эстетические – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать комфортности людей.

Классификация нагрузок.В зависимости от продолжительности действия нагрузки делят на постоянные и временные. Временные нагрузки, в свою очередь, подразделяют на длительные, кратковременные, особые.

Постоянными являются нагрузки от веса несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, массы и давления грунтов, воздействия предварительного напряжения железобетонных конструкций.

Длительными являются нагрузки от веса стационарного оборудования на перекрытиях, длительные температурные технологические воздействия от стационарного оборудования; нагрузки от одного подвесного или одного мостового крана

Кратковременными являются нагрузки от веса людей, деталей, материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования — проходах и других свободных от оборудования участках; часть нагрузки на перекрытиях жилых и общественных зданий; нагрузки, возникающие при изготовлении, перевозке и монтаже элементов конструкций; нагрузки от подвесных и мостовых кранов, используемых при возведении или эксплуатации зданий и сооружений; снеговые и ветровые нагрузки; температурные климатические воздействия.

К особым нагрузкам относятся: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые неисправностью или поломкой оборудования и резким нарушением технологического; воздействия неравномерных деформаций основания, сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта и др.

Нормативные нагрузки устанавливаются нормами по заранее заданной вероятности превышения средних значений или по номинальным значениям.

Нормативные постоянные нагрузки принимаются по проектным значениям геометрических и конструктивных параметров и по средним значениям плотности.

Нормативные временные технологические и монтажные нагрузки устанавливаются по наибольшим значениям, предусмотренным для нормальной эксплуатации; снеговые и ветровые — по средним из ежегодных неблагоприятных значений или по неблагоприятным значениям, соответствующим определенному среднему периоду их повторений.

Расчетные нагрузки для расчета конструкций на прочность и устойчивость определяют умножением нормативной нагрузки на коэффициент надежности по нагрузке у.

19. Общие сведения о расчете ЖБК по предельным состояниям. Категории трещиностойкости ЖБК. Предельное состояние – это состояние конструкции, при наступлении которого конструкция перестает удовлетворять предъявленным к ней требованиям, т.е. теряет способность сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям или получает недопустимые значения деформаций или трещиностойкости.

Метод расчета конструкций по предельным состояниям является дальнейшим развитием метода расчета по разрушающим усилиям.

Выделяли 3 группы предельных состояний: 1.по несущей способности; 2.по деформативности;

3.по трещиностойкости.

Затем последние 2 группы объединили в единую группу – группу по условиям эксплуатации.

При расчете по предельным состояниям используют не сопротивление сжатию при изгибе как в методе по разрушающим усилиям, а призменную прочность .

Оценка недопустимых деформаций определяется с помощью прогибов или углов поворота.

Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы обеспечить прочность, устойчивость, выносливость конструкций.

Расчет по предельным состояниям второй группы выполняют для избежания образования и чрезмерного раскрытия трещин, а также чрезмерных перемещений.

Между 2 группами предельных состояний есть качественная разница:

- 1 группа защищает от обрушения;

- 2 группа отвечает за комфортность эксплуатации.

Существуют некоторые ограничения для 2 группы – ограничения по деформациям:

1.конструктивные – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать эксплуатации других конструкций;

2.технологические – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать работе технологического оборудования;

3.эстетические – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать комфортности людей.

Трещиностойкость железобетонных конструкций. Трещиностойкость конструкций – это сопротивление их образованию трещин в конце стадии I НДС или сопротивление раскрытию трещин в стадии II.

Раннее образование и чрезмерное раскрытие трещин в растянутых зонах является существенным недостатком железобетонных конструкций, так как снижает их долговечность из-за коррозии арматуры и повышает деформативность из-за уменьшения момента инерции сечений элементов.

Железобетонные конструкции рассчитывают по:- образованию трещин; - раскрытию (непродолжительному и продолжительному) трещин; - закрытию (для непродолжительного раскрытия) трещин.

первая категория — не допускается образование трещин;

вторая категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин при условии их последующего надежного закрытия (зажатия);

третья категория — допускается ограниченное по ширине непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин.

Непродолжительным считается раскрытие трещин при действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок; продолжительным считается раскрытие трещин при действии только постоянных и длительных нагрузок. Предельная ширина раскрытия трещин (dcrci — непродолжительная и аСга продолжительная), при которой обеспечиваются нормальная эксплуатация зданий, коррозионная стойкость арматуры и долговечность конструкции, в зависимости от категории требований по трещиностойкости не должна превышать 0,05— 0,4 мм.

20.Общие сведения о расчете ЖБК по предельным состояниям. Принципы ограничения перемещений ЖБК. Предельное состояние – это состояние конструкции, при наступлении которого конструкция перестает удовлетворять предъявленным к ней требованиям, т.е. теряет способность сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям или получает недопустимые значения деформаций или трещиностойкости.

Метод расчета конструкций по предельным состояниям является дальнейшим развитием метода расчета по разрушающим усилиям.

Выделяли 3 группы предельных состояний: 1.по несущей способности; 2.по деформативности;

3.по трещиностойкости.

Затем последние 2 группы объединили в единую группу – группу по условиям эксплуатации.

При расчете по предельным состояниям используют не сопротивление сжатию при изгибе как в методе по разрушающим усилиям, а призменную прочность .

Оценка недопустимых деформаций определяется с помощью прогибов или углов поворота.

Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы обеспечить прочность, устойчивость, выносливость конструкций.

Расчет по предельным состояниям второй группы выполняют для избежания образования и чрезмерного раскрытия трещин, а также чрезмерных перемещений.

Между 2 группами предельных состояний есть качественная разница:

- 1 группа защищает от обрушения;

- 2 группа отвечает за комфортность эксплуатации.

Существуют некоторые ограничения для 2 группы – ограничения по деформациям:

1.конструктивные – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать эксплуатации других конструкций;

2.технологические – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать работе технологического оборудования;

3.эстетические – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать комфортности людей.

Г раничная высота сжатой зоны. Рассмотрим начальные деформации – применяется гипотеза плоских сечений. Если арматура расположена близко к нейтральному слою, то расход арматуры неэкономичен, т.к. σs ->0.

Рис. К определению высоты сжатой зоны

Nb=∑Nsi

Исходя из величины армирования и учитывая, что при любом заданном значении прочности бетона и ширины сечения N=f(x), положение нейтрального слоя, в соответствии с принятыми гипотезами, может меняться от 0<x<h₀, необходимо ограничить рациональный диапазон высоты сжатой зоны.

Граничная высота сжатой зоны (χ_R) – это наибольшая высота сжатой зоны, при которой удается полностью использовать прочностные свойства арматурной стали в сечении.

χ_R /ho= ξ_R -относительная граничная высота сжатой зоны;

χ_i /ho= ξ_i - относительная высота сжатой зоны.

Условие, когда арматурная сталь полностью использована в сечении при ξ_i <= ξ_R – граничное условие между 1 и 2 случаем стадии III (стадии разрушения).

Опыты показывают, что при ξ_i <= ξ_R разрушение элементов происходит по случаю 1, а при ξ_i <= ξ_R по случаю 2.

С ростом прочности бетона снижается его деформативность, а, следовательно, и способность к перераспределению напряжений по высоте сечения. Поэтому граничная высота сжатой зоны χ_R для высокопрочных бетонов получается меньшей по сравнению с менее прочными бетонами.