Билет 1

1. Задачи расчета строительных конструкций. Предельные состояния строительных конструкций и оснований.

Предельными называются такие состояния, при которых здания, сооружения, основания или отдельные конструкции перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям, а также требованиям, заданным при их возведении.

Строительные конструкции рассчитывают по двум группам состояний.

2. Расчет строительных конструкций и оснований по предельным состояниям.

Предельными называются такие состояния, при которых здания, сооружения, основания или отдельные конструкции перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям, а также требованиям, заданным при их возведении.

Строительные конструкции рассчитывают по двум группам состояний.

Расчет строительных конструкций по предельным состояниям первой группы

Суть расчета конструкций по первому предельному состоянию: максимально возможное расчетное усилие Nот внешних нагрузок или воздействий в сечении элемента не должно превышать его расчетную несущую способность:

N<Ф, (1)

где N- расчетное усилие в сечении при самой невыгодной комбинации расчетных нагрузок или воздействий; Ф - наименьшая несущая способность сечения элемента, подвергающегося сжатию, растяжению или изгибу.

Суммарное расчетное усилие Nможно выразить через нормативные усилия Nи коэффициенты надежности по нагрузке y_f:

N=N_n,y_f1+N_n2y_f2+...,

где N_n—нормативная нагрузка, рассчитывается по проектным размерам конструкций или принимается в соответствии со СНиП 2.01.07-85*.

Строительные нормы учитывают также возможные последствия от аварий; этот учет ведется с помощью коэффициента надежности по ответственности,

Для учета ответственности зданий и сооружений, характеризуемой экономическими, социальными и экологическими последствиями их отказов, устанавливаются три уровня: I - повышенный, II - нормальный, III - пониженный.

Повышенный уровень ответственности следует принимать для зданий и сооружений, отказы которых могут привести к тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям

Нормальный уровень ответственности следует принимать для зданий и сооружений массового строительства

Пониженный уровень ответственности следует принимать для сооружений сезонного или вспомогательного назначения

Наименьшая возможная несущая способность сечения элемента, подвергающегося сжатию, растяжению или изгибу, Ф зависит от прочностных свойств материала конструкции, формы и размеров сечения

Расчетное сопротивление материала определяется делением нормативного сопротивления R_nна коэффициент надежности у_nи умножением на коэффициент условий работы материала у_с:

R = R_n∙ у_с/ у_n

Расчет строительных конструкций по предельным состояниям второй группы

Цель этого расчета - не допустить ни одного из предельных состояний второй группы, т.е. обеспечить нормальную эксплуатацию строительных конструкций или здания в целом.

Учитывая, что второе предельное состояние обусловливает возможность нормальной эксплуатации конструкций, а также меньшую опасность его возникновения, деформации определяются от действия нормативных нагрузок.

Считается, что предельные состояния второй группы не наступят, если будет соблюдено условие

f≤f_n

где f(в общем случае) — определенная расчетом деформация конструкции; f_n- предельная деформация конструкции

К этой же группе предельных состояний железобетонных конструкций относят расчет по образованию трещин, согласно которому должно соблюдаться условие M_crc<М(где М_сгс- момент внутренних сил перед образованием трещин; М-момент от расчетных значений внешних сил.

Сравнение расчетных и нормативных значений показывает что расчетные нагрузки обычно больше нормативных, а расчетные сопротивления меньше нормативных сопротивлений.

Преимущество методики расчета конструкций по предельным состояниям состоит в том, что введение системы коэффициентов (надежности по нагрузке, условий работы материалов) вместо единого коэффициента запаса дает возможность более точного и обоснованного раздельного учета изменчивости нагрузок, прочностных свойств материалов и др.

3. Задача. Центрально-растянутая подвеска сечением 25х40мм имеет ослабление в центре диаметром 12мм. Проверить выполняется ли условие прочности, если растягивающая сила N=150кН, материал подвески – сталь марки ВСт3Гпс5.