Степень ответственности зданий и сооружений
В СНиПе
“Нагрузки и воздействия” установлены
три класса ответственности зданий и
сооружений: I, II, III. Каждому классу
соответствует свой коэффициент
надежности по назначению
,
который может принимать значения: 1,
0,95 и 0,9. К первому классу
ответственности,
,
относятся здания и сооружения, имеющие
народно-хозяйственное или социальное
значение: электростанции, телевизионные
башни, кинотеатры, учебные заведения
и др. Ко второму классу ответственности,
- здания и сооружения промышленно-гражданского
строительства, не входящие в классы I
и III. К третьему классу ответственности,
- разные склады без процессов сортировки
и упаковки, одноэтажные жилые дома,
временные здания и сооружения.
На коэффициент надежности по назначению умножаются расчетные нагрузки или делятся расчетные сопротивления.
Коэффициент условий работы конструкции
Учет
факторов, не отраженных в расчетных
формулах (условия эксплуатации
сооружений, агрессивность среды, способы
изготовления конструкций и др.),
производится с помощью коэффициента
условий работы конструкций
,
на который умножается расчетное
сопротивление материала. Неблагоприятные
факторы в работе конструкций учитываются
,
а благоприятные -
.
Условие прочности, например, при растяжении записывается в виде:
.
Основные типы сооружений по жесткости и характер их деформаций
Все сооружения можно разбить на три типа:
абсолютно гибкие;
абсолютно жесткие;
обладающие конечной жесткостью.
Абсолютно гибкие сооружения беспрепятственно следуют за перемещениями основания во всех точках контакта с ним. При неравномерных осадках в таких сооружениях не возникает дополнительных напряжений. Идеальным примером являются насыпи. К абсолютно гибким относят также группу сооружений, называемых практически гибкими: одноэтажные здания со статически определимой расчетной схемой, эстакады, галереи.
Абсолютно жесткие сооружения не могут искривляться. При неравномерных осадках основания они получают крен без изгиба конструкций (дымовые трубы, башни, мачты и т.п.). Такие сооружения перераспределяют давление по подошве фундамента: увеличивают его в местах с меньшей податливостью основания и уменьшают в местах с большей податливостью. Перераспределение давления приводит к возникновению в сооружениях дополнительных усилий.
К сооружениям конечной жесткости относится большинство зданий и многие инженерные сооружения. При неравномерных осадках они получают искривления, что ведет к возникновению дополнительных силовых факторов. Если их не учесть при расчете конструкций, то могут появиться трещины. Поэтому при проектировании сооружений нужно учитывать совместную работу грунтов основания и несущих конструкций сооружения (рамы, несущие стены и т.п.).
Формы деформаций и смещений сооружений
В зависимости от характера неравномерных осадок и от жесткости сооружения возникают деформации и перемещения сооружений следующих видов: прогиб, выгиб, перекос, крен, скручивание, горизонтальные перемещения фундаментов.
Рис. 7.49. Формы деформаций сооружений
а - прогиб; б - перекос; в - прогиб; г – выгиб д - крен; е - кручение; ж - горизонтальное перемещение
Прогиб и выгиб (рис. 7.1 а, б) связаны с искривлением сооружения. Такие деформации могут возникнуть в зданиях и сооружениях, не обладающих большой жесткостью.
Перекос (рис. 7.1 в, г) возникает в конструкциях, когда неравномерность осадок проявляется на участке небольшой протяженности при сохранении относительно равномерных осадок под всем сооружением.
Креном (рис. 7 .49д) сооружения называется поворот вокруг горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести подошвы фундамента. Он возникает при несимметричной загрузке основания или несимметричном напластовании грунтов. Наибольшую опасность представляет крен высоких сооружений (трубы, башни, мачты и т.п.).
Скручивание (рис. 7 .49е) возникает при неодинаковом крене по длине сооружения. При скручивании дополнительные усилия возникают не только в стенах, но и в перекрытиях, которые могут изгибаться в горизонтальном направлении.
Горизонтальные перемещения фундаментов (рис. 7 .49ж) возможны, если опирающиеся на них конструкции передают значительные горизонтальные усилия.