KONSTRUKTsII1
.pdfМетод предельных состояний
Метод предельных состояний заложен во всех нормативных документах, отличается простотой использования, научной и статистической обоснованностью.
Предельным называется состояние конструкции, при котором она перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям.
Технический регламент о безопасности зданий и сооружений (ФЗ № 384) дает более широкое и юридически выверенное определение.
Предельное состояние строительных конструкций – состояние строительных конструкций здания или сооружения, за пределами которого дальнейшая эксплуатация здания или сооружения опасна, недопустима, затруднена или нецелесообразна, либо восстановление работоспособного состояния здания или сооружения невозможно или нецелесообразно.
© Соколов М. С. |
6 |
Строительные объекты должны удовлетворять требованиям
(критериям), соответствующим следующим предельным состояниям:
-первая группа - состояния строительных объектов, превышение которых ведет к потере несущей способности строительных конструкций и возникновению аварийной расчетной ситуации;
-вторая группа - состояния, при превышении которых нарушается нормальная эксплуатация строительных конструкций, исчерпывается ресурс их долговечности или нарушаются условия комфортности;
-особые предельные состояния - состояния, возникающие при особых воздействиях и ситуациях и превышение которых приводит к разрушению сооружений с катастрофическими последствиями.
© Соколов М. С. |
7 |
К первой группе относятся:
- разрушение любого характера (например, пластическое, хрупкое,
усталостное); - потеря устойчивости отдельных конструктивных элементов или
сооружения в целом; - условия, при которых возникает необходимость прекращения
эксплуатации (например, чрезмерные деформации в результате деградации свойств материала, пластичности, сдвига в соединениях, а также чрезмерное раскрытие трещин).
© Соколов М. С. |
8 |
Ко второй группе относятся:
- достижение предельных деформаций конструкций (например, предельных прогибов, углов поворота) или предельных деформаций оснований,
устанавливаемых исходя из технологических, конструктивных или эстетико-
психологических требований;
- достижение предельных уровней колебаний конструкций или оснований,
нарушающих нормальную работу оборудования или вызывающих вредные для здоровья людей физиологические воздействия;
- образование трещин, не нарушающих нормальную эксплуатацию строительного объекта;
- достижение предельной ширины раскрытия трещин; - другие явления, при которых возникает необходимость ограничения во времени
эксплуатации сооружения из-за нарушения работы оборудования,
неприемлемого снижения эксплуатационных качеств или расчетного срока службы сооружения (например, коррозионные повреждения).
© Соколов М. С. |
9 |
В основе расчета по первой группе предельных состояний (прочности,
устойчивости) лежит условие: разрушение не наступит, если наибольшие напряжения не превысят минимального расчетного сопротивления.
Расчетные формулы для подбора сечений и проверки несущей способности конструкций по первому предельному состоянию получаются из основного неравенства:
N / S ≤1
где N – наибольшее усилие в конструкции, вызываемое, внешними нагрузками и воздействиями;
S – предельная наименьшая несущая способность конструкции,
зависящая от прочности материала, размеров сечения, условий её работы.
© Соколов М. С. |
10 |
Цель расчета по второй группе предельных состояний – не допустить ни одного из предельных состояний второй группы.
Считается, что предельное состояние второй группы не наступит, если будет удовлетворено условие
f ≤ [ f ]
где f - определенная из расчета деформация (перемещение, угол поворота, ширина раскрытия трещины и т.д.) от внешних нормативных нагрузок.
[ f ] - нормативная (предельная допустимая) деформация конструкции
(перемещение, угол поворота, ширина раскрытия трещины и т.д.),
которая определяется в соответствии с требованиями СП или технологическими заданиями и требованиями.
© Соколов М. С. |
11 |
Нормативные и расчетные значения
сопротивлений материалов
При расчетах по предельным состояниям первой и второй групп в качестве главного прочностного показателя материала устанавливается его сопротивление R, которое может иметь нормативное и расчетное значения.
За нормативные сопротивления Rn приняты гарантированные значения предела текучести и временного сопротивления, приводимые в государственных стандартах или технических условиях.
R —расчетное сопротивление материала, определяется делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу γm.
Коэффициент надежности по материалу учитывает возможные отклонения сопротивления материала в неблагоприятную сторону от нормативных значений, несоответствие фактической работы материала в конструкциях и его работы при испытании в образцах, а также возможность попадания в конструкции материала со свойствами ниже установленных в ГОСТ.
Кроме того, расчетные сопротивления в расчетах следует принимать с коэффициентом условий работы γс, который учитывает особенности работы материалов, элементов и соединений конструкций, а также зданий и сооружений в целом.
Значения коэффициентов принимаются в соответствии с указаниями нормативных документов.
© Соколов М. С. |
12 |
Нагрузки и воздействия
Нагрузка – механическая сила, прилагаемая к строительным конструкциям и (или) основанию здания или сооружения, и определяющая их напряженно-
деформированное состояние.
Воздействие – явление, вызывающее изменение напряженно-деформированного состояния строительных конструкций здания или сооружения.
© Соколов М. С. |
13 |
Классификация нагрузок.
В зависимости от продолжительности действия нагрузок различают постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки.
Постоянные нагрузки - изменение расчетных значений в течение расчетного срока службы строительного объекта мало по сравнению с их средними значениями; к
постоянным нагрузкам относятся: вес частей сооружений, несущих и ограждающих конструкций, вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление,
гидростатическое давление, усилия предварительного напряжения.
Длительные нагрузки - сохраняющие расчетные значения в течение большого промежутка времени эксплуатации строительного объекта; к длительным нагрузкам относятся: вес перегородок, подливок, подбетонок; вес стационарного оборудования,
инженерных коммуникаций; давление жидкостей, газов, сыпучих тел в емкостях; вес складируемых материалов; температурные и технологические воздействия от оборудования; вес отложений производственной пыли; воздействия, обусловленные деформациями основания, изменением влажности, усадкой, ползучестью.
© Соколов М. С. |
14 |
Кратковременные - длительность действия расчетных значений значительно меньше срока службы сооружения; к кратковременным нагрузкам относятся: нагрузки от оборудования возникающие в пускоостановочном, переходном, испытательном режимах; при перестановке оборудования, вес людей и ремонтных материалов в зонах обслуживания оборудования, нагрузки от людей, животных,
оборудования на перекрытиях жилых, общественных,
сельскохозяйственных зданий с полными нормативными значениями;
нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования,
включая вес транспортируемых грузов, от транспортных средств,
климатические (снеговые, ветровые, температурные, гололедные)
нагрузки; нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и перевозке конструкций.
© Соколов М. С. |
15 |