3. Основные положения расчета строительных конструкций по предельным состояниям

При расчете по этому методу четко устанавливается предельное состояние конструкций и вводится система расчетных коэффициентов, гарантирующих конструкцию от наступления этих состояний при самых неблагоприятных сочетаниях нагрузок и при наименьших значениях прочностных характеристик материалов.

Предельными считаются состояния, при которых конструкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним в процессе эксплуатации требованиям, т.е. теряют способность сопротивляться внешним нагрузкам и воздействиям или получают недопустимые перемещения или местные повреждения.

Расчет по предельным состояниям первой группы (по несущей способности) выполняют, чтобы предотвратить:

• Хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением);

• Потерю устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т.п.) или ее положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен, внецентренно нагруженных высоких фундаментов; расчет на всплытие заглубленных или подземных резервуаров и т.п.)

• Усталостное разрушение (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки подвижной или пульсирующей: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов и перекрытий под неуравновешенные машины и т.п.);

• Разрушение от совместного воздействия силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (периодического или постоянного воздействия агрессивной среды, действия попеременного замораживания и оттаивания и т.п.)

Расчет по предельным состояниям второй группы (по пригодности к нормальной эксплуатации) выполняют, чтобы предотвратить:

• Образования чрезмерного или продолжительного раскрытия трещин (если по условиям эксплуатации образование или продолжительное раскрытие трещин допустимо);

• Чрезмерные перемещения (прогибы, углы поворота, углы перекоса и амплитуды колебаний).

Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов или частей производится для всех этапов: изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации; при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям и каждому из перечисленных этапов.

Для предельных состояний первой группы это условие обеспечивается, если усилие, возникающее в элементе от внешних воздействий, не будет превышать предельного усилия, которое может выдержать элемент, т.е. при соблюдении неравенства

N≤Ф, где N – усилие рассчитываемом элементе конструкции (функция нагрузок и воздействий); Ф – предельное усилие, которое может выдержать элемент (функция свойства материала и размеров элемента).

Для второй группы предельных состояний, связанных как правило,с перемещением, также можно записать предельное неравенство:

f≤[f], где f – перемещение конструкции (функции нагрузок); [f] – предельное перемещение, допустимое по условиям эксплуатации (функция конструкции и ее назначения)