6.Что такое нормативные и расчетные нагрузки и как они определяются?

Для оценки прочности мы должны знать возможные экстремальные значения нагрузок. Поэтому необходимо установить отклонения нагрузки в неблагоприятную для конструкции сторону - обычно в сторону увеличения, но если увеличение нагрузки улучшает работу конструкции, то в меньшую сторону. Например, при увеличении гравитационной нагрузки устойчивость гибких (вантовых) конструкций улучшается, поэтому, чтобы обеспечить ее в любых условиях эксплуатации, необходимо знать возможную величину уменьшения нагрузки. Величина вероятного отклонения нагрузки в ту или другую сторону устанавливается путем статистической обработки наблюдений за нагрузками в натуре. Эти отклонения зависят от многих факторов. Где и как изготовляются конструкция (в условиях завода их можно контролировать, на строительной площадке контроль ограничен)? Какую однородность материала обеспечивает технология изготовления конструкции (металлические конструкции, например, имеют более стабильный удельный вес, чем бетонные)? Какова ответственность сооружения и насколько точно модель воздействия среды отражает реально происходящие явления? Вероятность отклонения нагрузки в неблагоприятную для сооружения сторону рекомендуется учитывать коэффициентом надежности по нагрузке. Средние значения нагрузок называют нормативными (q_н). Чтобы установить экстремальное значение нагрузки, необходимо ее нормативное значение умножить на коэффициент надежности по нагрузке (γ_f). Такая нагрузка называется расчетной (q_р).

7.Что вы знаете об оценке прочности сооружений и их элементов по нагрузке.

Для оценки" прочности по нагрузке должен быть задан элемент сооружения и известна для него (найдена по банку данных) предельная нагрузка (q_пр). Необходимо знать также условия эксплуатации элемента, его расположение в сооружении. Условия эксплуатации дают возможность найти нагрузку на поверхностные элементы и с помощью процедуры сбора нагрузок определить нагрузку рабочего состояния (q_раб). Сравнение их по критерию q_раб <= q_пред отвечает на вопрос о прочности элемента. Если нагрузка рабочего состояния не превышает предельную, то элемент прочен. В противном случае его эксплуатация приведет к непредвиденным последствиям.

8.Что из себя представляет банк данных по нагрузке для какого-либо сооружения и как он составляется.

Является результатом многолетних наблюдений реально поставленных опытов с материалами и объектами, а также результатом теоретических исследований. Для каждого элемента соор-ия формируется отдельно например для плит покрытия (ПГ балок ферм (ФБМ)). В банке предельных нагрузок приведены предельно допустимые значения. По нагрузке проводят оценку элементов сооружения по которым делается вывод возможности эксплуатации соор-ия в целом. Важно сравнивать хар-ки рабочего состояния и предельного. Приводить к одному параметру н/м- н/м. н-н.

9.Что такое сбор нагрузки и какие задачи должен решить расчетчик, чтобы выполнить эту процедуру.

Процедура сбора нагрузки требует умения решать две задачи. Во-первых, определять, как нагрузка передается от одного элемента сооружения к другому, то есть устанавливать так называемую «иерархическую схему» - схему подчиненности. Во-вторых, находить величину нагрузки, которая прикладывается к изучаемому элементу. Один из способов решения первой задачи связан с представлением о последовательности монтажа элементов сооружения. Монтаж широко распространенных плитно-балочных сооружений, например, обычно несущие элементы (колонны, стены), на которые начинается с устройства фундаментов. Затем на них устанавливаются вертикальные, укладываются горизонтальные элементы (ригели, балки, фермы), а на них - плиты перекрытий или покрытий. Передача нагрузки происходит по схеме разборки, т. е. плиты передают нагрузку на балки, ригели, фермы, которые в свою очередь загружают колонны (стены), а те - фундамент. Горизонтальные элементы (ригели, балки, фермы), например, собирают нагрузку с плит. Таким образом, на них передается нагрузка, приложенная к поверхности этих плит. Ригели, балки, фермы и другие горизонтальные элементы опираются на колонны и передают на каждую из них соответствующую часть нагрузки от плит.

Часть поверхности, с которой нагрузка передается на элемент сооружения, называют грузовой площадью. От ее размеров и формы зависит величина распределения линейной нагрузки или значение сосредоточенной силы. Таким образом, передача нагрузки происходит по схеме разборки, а ее величина определяется грузовой площадью и интенсивностью поверхностной нагрузки. Для того чтобы определить эту площадь, воспользуемся принципом равной ответственности, который заключается в том, что всякая нагрузка распределяется поровну между несущими элементами одного уровня иерархии.

Приведение поверхностной нагрузки к линейной.

Если, например, на плиту, опирающуюся на два параллельных ригеля действует равномерно распределенная нагрузка q , то на каждый ригель нагрузка будет собираться с части плиты, прилегающей к нему. Принцип равной ответственности говорит о том, что вся нагрузка должна делиться поровну (пополам), то есть половина плиты, прилегающая к ригелю, передает на него всю поверхностную нагрузку. Линия, проходящая по середине ширины плиты в направлении расположения ригелей, называется линией раздела нагрузки. Она разбивает загруженную поверхность на две части, каждая из которых составляет грузовую площадь соответствующего (ближайшего) ригеля. Значение линейной нагрузки, отнесенной к одному ригелю, можно подсчитать как произведение.

q = q₀ ∙(a/2), a - ширина плиты

10.В чем заключается поверочный и проектировочный расчеты по нагрузке? При поверочном расчете мы подсчитываем характеристики рабочего состояния и сравниваем их с предельными, для оценки возможности эксплуатации данный элемент в заданной среде. При проектировочном расчете необходимо выбрать такое значение предельного состояния, чтобы оно было как можно ближе к рабочему, с целью экономии материала (т.е. решаем и экономическую задачу).

11.Что называется напряжением в какой-либо точке сооружения? Каким образом можно наглядно представить это понятие? Обратимся к модели, построенной выше, согласно которой сооружение - тело, состоящее из множества бесконечно прочных частиц соединенных между собой связями. Всякие изменения в таком теле (удлинения, деформации, разрушения) возможны только за счет изменения состояния связей. Введем гипотезы о качестве связей: гипотеза сплошности. Каждая материальная точка в сплошном теле множеством связей соединена с другими точками. Выделим одну из них. Исходя из концепции сил, мы должны отбросить все связи и заменить их действия силами. Т.к. любая точка в теле находится в равновесии, мы не обнаружим этих сил. Только разделив силы на отдельные группы, мы получим возможность их изучать. Произвольной плоскостью v, проведенной через точку М, разделим связи (силы) на две группы (связи с одной стороны плоскости и с другой). Тогда рассматривая только одну группу сил, мы в соответствии с принципами теоретической механики сможем привести её к одной равнодействующей – Р_V. Эту силу называют полным напряжением в точке для заданной плоскости. Полное напряжение (его направление и величина) определяется двумя компонентами – проекциями на два направления – нормальным к плоскости и касательным в самой плоскости. Касательные напряжения обычно раскладывают ещё в плоскости в соответствии с выбранными осями. Компоненты полного напряжения называют нормальными σ и касательными τ.