14. Основы теории расчета железобетонных элементов. Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям. Классификация нагрузок.
Задача расчета ж.з.б. элементов имеет три стороны:
1.Статическая (динамическая). Уравнение статики, динамики связывают между собой внешние нагрузки и внутренние усилия;2.Геометрическая. Геометрические соотношения связаны деформацией и перемещением конструктивных элементов.3.Физическая. Физ. уравнения устанавливают связь между напряжениями и деформацией.
Для ж.б. задача расчета усложняется по сравнению с идеально упругим телом (металлом) в следствии ряда причин:1)Материал является однородным, анизотропным;
2)Бетон при незначительных нагрузках имеет нелинейные деформации;3)Образуются трещины в растянутой зоне, что изменяет напряженные состояния элемента, т.е. элемент теряет сплошность сечения.
При эксплуатации нагрузках наблюдаются нелинейные деформации, следовательно, гипотеза плоских сечений неприемлема.
Примен. классической теории сопромата для расчета ж.б. элементов не позволяет получить точный результат, поэтому теория расчета ж.б. элементов построена на
экспериментальных данных с применением экспериментального коэффициента.
Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям.Группы по предельным состояниям:
1.группа
предельных состояний:1)Расчет по несущей
способности прочности и устойчивости;2)Расчет,
произведенный на действие расчетных
нагрузок;3)
;
, где M,
N
– усилия при невыгодном положении
внешних нагрузок; 
и 
- несущие способности элемента, т.е.
усилия, которые м.б. восприняты
рассматриваемым сечением.
2.группа предельных состояний:1)Расчет по пригодности и нормальной эксплуатации (по прогибам на образование и раскрытие трещин, а в некоторых случаях на закрытие трещин);2)Расчет производится по нормальным нагрузкам;
3
.а)
на образование трещин
;
, где 
,
- усилия, которые м.б. восприняты сечением
при образовании трещин. б) на раскрытие
трещин, когда не выполняется а) (ширина
раскрытия 
,
где 
- допустимая ширина раскрытия трещин).в)
по деформациям 
- предельный допустимый прогиб.
Предельное состояние не должно наступать за все время эксплуатации конструкции, для этого используют коэффициент, учитывающий возможные отклонения различных факторов, влияющих на надежность работы конструкции:
-
коэффициент
надежности по нагрузкам (возможн.
превышен. нагрузок над проектами)- 
- коэффициент, учитывающий работу бетона
и арматуры, 
– коэффициент, учитывающий изменение
прочностных характеристик
– коэффициент надежности, учитывающий
степень ответственности и капитальности
сооружения.
Классификация нагрузок. Нагрузки условно подразделяют на нагрузки прямого и косвенного действия.
Нагрузки косвенного действия:- радиационные;- химические;- биохимические, учитываются при конструировании.
Классификация нагрузок прямого действия:1)По длительности действия:а)постоянные: - собственный вес конструкции;-вес ограждающ.конструкц. б)временные (дополнительные):
- длительные (вес оборудования, мебели);- кратковременные (ветровая, снеговая, крановая, вес людей и животных);
-особые (взрывные и сейсмические).
При расчете по деформациям необходимо учитывать длительность действия нагрузки, поэтому кратковременные нагрузки считаются длительными.
2)По характеру действия (скорости и частоте приложения)
А)динамические (скорость нагружения высока),б)статические (скорость нагружения = 0 или настолько мала, что вызываемые ей инерции силы можно не учитывать).Ветровая нагрузка состоит из 2х частей:1.Статическая (скоростной напор ветра учитывается всегда)2.Динамическая (учитывает колебание сооружения от пульсации турбулентности ветрового потока).
3)По направлению действия: а) горизонтальная (крановая, тормозная, ветровая, сейсмическая),б) вертикальная (все гравитационные, собственный вес, снеговая, вес огражд. констр.).4)В зависимости от группы предельных состояний:
а
)нормативные
(qn
,
Fn)
величина этих нагрузок устанавливается
в:- нормах на проектирование:- в технических
заданиях или- определяется по проектным
значениям геометрических параметров
оборудования или конструкции
б)расчетная нагрузка
,
, где 
- коэфф. надежности по нагрузки (всегда
> 1).
Для определения наиболее невыгодного сооружения конструкции рассматривают сочетания конструкции:
1.Основное сочетание = постоян. нагр. + временная длительная + временная кратковременная, 2. Особое = основное сочетание + 1 особая нагрузка