1 Граничні стани. Дві групи граничних станів залізобетонних конструкцій.

Граничними станами називають такі стани, при яких конструкція більше не задовільне заданих вимог нормальної експлуатації.

Завдання розрахунку полягає в тому, що б не допустити за весь період експлуатації конструкції виникненя будь-якого граничного стану.

Діючі норми проектування (СніП), передбачають розрахунок елементів за граничними станами 2-х груп.

Розрахунок за 1 гр. граничних станів виконують що б запобігти руйнуванню конструкції (розрахунок на міцність). Втрати стійкості, форми або положення.

Розрахунок на стійкість, руйнування від утомленості ( розрахунок на витривалість ), руйнування від спільної дії силових факторів і несприятливих впливів зовнішнього середовища.

Суть розрахунку за 1 групою граничних станів, полягає в тому, що моментально можливе розрахункове зусилля F від зовнішніх навантажень (повздовжня/поперечна сила, момент), від зовнішніх навантажень у конструкції не повинно перевищувати її мінімальні розр. несучі здатності.

F ≤ Fu*l*t (Ab, Rb, Rs, γb2…)

Розрахунок за 2 гр. граничних станів виконують, що б запобігти розвитку недопустимих деформацій (прогину, кутів повороту та коливань), утворення тріщин, або їх надмірного розкриття.

Δ ≤ [Δ]

Δ – ширина розкриття тріщини, величина переміщень, деформацій, які виникають в результаті дії експлуатаційного навантаження.

[Δ] – гранична величина розкриття тріщин прогинів, яка встановлюється за нормами і гарантує нормальну експлуатацію будівлі.

2.Основні положення розрахунку за 1 та 2 гр. Граничних станів.

Розрахунок за 1 гр. граничних станів виконують що б запобігти руйнуванню конструкції (розрахунок на міцність). Втрати стійкості, форми або положення.

Розрахунок на стійкість, руйнування від утомленості ( розрахунок на витривалість ), руйнування від спільної дії силових факторів і несприятливих впливів зовнішнього середовища.

Суть розрахунку за 1 групою граничних станів, полягає в тому, що моментально можливе розрахункове зусилля F від зовнішніх навантажень (повздовжня/поперечна сила, момент), від зовнішніх навантажень у конструкції не повинно перевищувати її мінімальні розр. несучі здатності.

F ≤ Fu*l*t (Ab, Rb, Rs, γb2…)

Розрахунок за 2 гр. граничних станів виконують, що б запобігти розвитку недопустимих деформацій (прогину, кутів повороту та коливань), утворення тріщин, або їх надмірного розкриття.

Δ ≤ [Δ]

Δ – ширина розкриття тріщини, величина переміщень, деформацій, які виникають в результаті дії експлуатаційного навантаження.

[Δ] – гранична величина розкриття тріщин прогинів, яка встановлюється за нормами і гарантує нормальну експлуатацію будівлі.

3Навантаження та впливи. Коефіцієнт надійності за навантаженням, бетоном та арматурою. Коефіцієнти умов роботи. Поєднання навантажень.

3. Навантаження та впливи. Коефіцієнти надійності за навантаженням, бетоном та арматурою. Коефіцієнти умов роботи. Поєднання навантажень.

Навантаження – це механічний вплив, мірою якого є сила, що характеризує величину та напрямок такого впливу і викликає зміну напружено-деформованого стану елементів, конструкцій, споруд.

Навантаження
За тривалістю дії:	За характером дії	За величиною	За характером розподілення на поверхні
-постійні -тривалі -тимчасові -особливі	-статичні -динамічні -рухомі	-нормативні -розрахункові	-зосереджене -розподілене

Нормативне навантаження – це н., встановлене нормативними документами, виходячи з умов заданої забезпеченості його значення, або обчислене за номінальними параметрами конструкції, технологічного обладнання і т.д.

Розрахункове навантаження – це н., яке приймається в розрахунках за граничними станами з урахуванням можливого відхилення нормативних значень в несприятливу сторону. Можливе відхилення враховують коефіцієнтом надійності за навантаженням, на який помножують нормативне значення навантаження.

G=g_nγ_fγ_nψ

де ψ – коефіцієнт сполучення

g_n – розрахункове навантаження

γ_f – коефіцієнт надійності за навантаженням (γ_f<1; γ_f=1; γ_f>1)

γ_n – коефіцієнт надійності за призначенням конструкції (враховує ступінь відповідальності і капітальності будівлі) γ_n=0,9; γ_n=0,95; γ_n=1

V=abc (м³)

ρ-густина(кг/м³)

вага=V ρ = нормативне навантаження. ρ _бетону=2,5 т/м³

V х 2,5=Т – нормативне навантаження

Якщо є домішки в бетон, або волога., або ущільнювачі, то помножуємо на γ_f=розрахункове н.

Навантаження та впливи
Постійне	Тимчасове		Особливе
	короткочасне	Тривале
-вага буд. конструкцій -вага і тиск грунту -дія попереднього напруження	-вага людей -н. від кранів -сніг, вітер	-вага обладнання -тиск газів, рідин	-сейсміка -вибух -осадка грунтів

Нормативний опір – найважливіша характеристика міцності матеріалу (R_n) – граничне значення напружень в матеріалі при випробуванні стандартних зразків. Розрахунковий опір R=R_n γ_n γ_c/ γ_m

γ_с – коефіцієнт умов роботи, що враховує особливості дії навантажень, вплив середовища, розміри та форму перерізу конструкції.

γ_m – коефіціент надійності за матеріалом.

Навантаження – це механічний вплив, мірою якого є сила, що характеризує величину на напрямок такого впливу, і викликає зміну напружено-деформованого стану елементів конструкцій споруд та їх основ.

Навантаження класифікують:

1. за тривалістю дії (постійні, тривалі, тимчасові).

2. за характером дії (статичні, динамічні та рухомі).

3. за величиною (нормативні і розрахункові).

4. за характером розподілення по поверхні елементів (зосереджені та розподілені, подовжені або площинні).

Зовнішні навантаження поділяють:

А). найпростіші

• Осьовий стиск

• Зсув

• Осьовий розтяг

Б). прості

• Поперечний згин

• Повздовжній згин

В). складні:

• Позацентровий стиск

• Позацентровий згин з паралельним

Нормативні навантаження – встановлені нормативними документами, виходячи із умов заданої забезпеченості, його значення, або обчислення за номінальними параметрами конструкцій, технологічного обладнання і тд.

Розрахункове навантаження – навантаження яке приймається в розрахунку за граничними станами з врахуванням можливого відхилення нормативних значень в несприятливу сторону.

Можливі відхилення враховують коефіцієнтом надійності за навантаженням, на який домножують нормативне значення навантаження.

ġn – нормативне навантаження.

Надійність – здатність конструкції зберігати свої експлуатаційні властивості на протязі всього терміну служби споруди, а також в період її транспортування і монтажу.

Головний показник надійності – безпечна (безаварійна) робота конструкції, під дією зовнішніх навантажень і різних впливів (температура, корозія, сейсміка).

γс – коеф. умов роботи, що враховує особливості дії навантаження, вплив середовища, розміри та форму перерізу, спосіб виготовлення.

γm – коеф. надійності за матеріалом.

5. Суть залізобетону. Історичний нарис виникнення та розвитку залізобетону.

З/б – це комплексний матеріал, який складається з бетонного розчину, в якому арматура. Суть з/б полягає в тому, що бетон, як б-я камінь, добре працює на стиск (в 10-30р. більше ніж на розтяг), а його недостатню міцність на розтяг компенсує арматура, розміщена у розтягнутій зоні. У багатьох випадках арматура розміщується у стиснутій зоні, що дозволяє або зменшити переріз елемента або підвищити несучу здатність конструкції. Спільна робота арматури і бетону можлива завдяки зчепленню бетону й арматури приблизно однаковому лінійному розширенню бетону та сталі за t до 100С, захищенню арматури, що знаходиться в бетоні від корозії.

Поява з/б пов’язана з розвитком промисловості і промислового будівництва. Період виникнення з/б. – 1850-1885рр. – зявляються перші армовані конструкції в Франції, Англії, США. Період засвоєння з/б 1885-1920рр. Створення перших теоретичних основ розрахунку і конструювання з/б. На межі 19-20ст. в Європі склалася теорія розрахунку на основі граничних станів. 1930-рр. створення попередньо-напруженого бетону (Хойєр - Німеччина, Фрейсне -Франція). Великий розвиток в СРСР після 1930-х р. – заводи домобудівництво і т.д.