Какви якостни характеристики на материалите се използват за изчисления за 1-ва група гранични състояния. Метод за изчисляване на граничното състояние

Тема 3. Изчисляване на метални конструкции по метода на ограничаване

държави

Концепцията за гранични състояния на конструкциите; ситуации на уреждане. Изчисляване на конструкции за първа група гранични състояния. Изчисляване на конструкции за втората група състояния. Нормативни и проектни съпротивления

Всички строителни конструкции, включително метални, в момента се изчисляват по метода на граничното състояние. Методът се основава на концепцията за гранични състояния на конструкциите. Граничните състояния са тези състояния, при които конструкциите престават да отговарят на наложените им изисквания по време на експлоатация или по време на строителството, определени в съответствие с предназначението и отговорността на конструкциите.

В металните конструкции се разграничават две групи гранични състояния:

Гранични състояния от първата група се характеризират със загуба на носеща способност и пълна непригодност на конструкциите за експлоатация. Граничните състояния на първата група включват:

Разрушаване от всякакво естество (вискозен, крехък, умора);

Обща загуба на стабилност на формата;

Загуба на стабилност на позицията;

Преходът на структурата към променлива система;

Качествена промяна на конфигурацията;

Развитие на пластични деформации, прекомерни срязвания в ставите

Преминаването извън границите на първата група гранични състояния означава пълна загуба на работоспособността на конструкцията.

Гранични състояния от втората група се характеризират с непригодност за нормална експлоатация, поради появата на неприемливи движения (отклонения, ъгли на въртене, вибрации и др.), както и неприемливо отваряне на пукнатини (за стоманобетонни конструкции).

В съответствие с действащите стандарти при изчисляване на строителните конструкции се реализират две проектни ситуации: аварийна и стационарна.

Изчислението за първата група гранични състояния е насочено към предотвратяване на аварийна проектна ситуация, която може да възникне не повече от веднъж през целия живот на конструкцията.

Изчислението за втората група гранични състояния характеризира установената проектна ситуация, съответстваща на стандартните работни условия.

Изчисляването на конструкцията, насочено към предотвратяване на граничните състояния от първата група (аварийна проектна ситуация), се изразява с неравенството:

N ≤ F (3.1)

където н- сила в разглеждания елемент (надлъжна сила, огъващ момент, напречна сила)

Фе носимоспособността на елемента

При аварийна проектна ситуация силата N зависи от крайното проектно натоварване F m , определено по формулата:

F m = F 0 ∙ g fm

където F0

gfm- коефициент на надеждност за граничната стойност на товара, като се отчита възможното отклонение на товара в неблагоприятна посока. Стойност на характерното натоварване F0и коефициент gfmопределя се от стойностите на DBN.

При изчисляване на натоварванията, като правило, се взема предвид коефициентът на надеждност за целта на конструкцията gn, в зависимост от степента на отговорност на конструкцията

F m = F 0 ∙ g fm ∙ g n

Стойност на коефициента gnса дадени в табл. 3.1

Таблица 3.1 Фактори за надеждност за целта на конструкцията gn

Клас на обекта	Степен на отговорност	Примери за обекти	gn

аз	Особено важно национално икономическо и (или) социално значение	Основни сгради на ТЕЦ, централни блокове на доменни пещи, комини с височина над 200 м, телевизионни кули, закрити спортни съоръжения, театри, кина, детски градини, болници, музеи.
II	Важно национално икономическо и (или) социално значение	Обекти, които не са включени в класове I и III	0,95
III	Ограничено национално икономическо и социално значение	Складове без процеси на сортиране и опаковане за съхранение на селскостопанска продукция, торове, химикали, торф и др., оранжерии, едноетажни жилищни сгради, комуникационни и осветителни стълбове, огради, временни сгради и конструкции и др.	0,9

Дясната страна на неравенството (3.1) може да се представи като

Ф = SR y g c(3.2)

където Рай- проектната устойчивост на стоманата, установена от границата на провлачване, С- геометрична характеристика на сечението (при опън или компресия - площ на сечението НО, при огъване - моментът на съпротивление Уи др.),

g c- коефициент на работните условия на конструкцията, чиито стойности

SNiP са установени и са дадени в табл. А 1 приложение А.

Замествайки стойността (3.2) във формула (3.1), получаваме

N ≤ SR y g c

За опънати елементи с S=A

N ≤ AR y g c

Разделяне на лявата и дясната страна на неравенството на НО,получаваме състоянието на якост на опънатия елемент

За огъване на елементи с S=W

M ≤ WR y g c

Състояние на якост на огъващия елемент

Формула за проверка на стабилността на компресиран елемент

При изчисляване на конструкции, работещи при многократно натоварване (например при изчисляване на кранни греди), се използва циклично проектно натоварване за определяне на силите, чиято стойност се определя по формулата

F c = F 0 g fc g n

където F0- характерна стойност на натоварването на крана;

gfc- коефициент на надеждност за цикличната проектна стойност на натоварването на крана

Проектирането на стоманени конструкции, насочени към предотвратяване на граничните състояния от втората група, се изразява с неравенството

d≤ [д], (3.3)

където д- деформации или движения на конструкции, произтичащи от експлоатационната проектна стойност на товарите; за да определите, можете да използвате методите на структурната механика (например метода на Мор, начални параметри);

[д] - гранични деформации или премествания, установени от нормите.

Работната проектна стойност на натоварването характеризира условията на нормална работа и се определя по формулата

F l = F 0 g f e g n

където F0- характерна стойност на натоварването,

g f e- коефициент на надеждност за експлоатационното проектно натоварване.

За огъващи елементи (греди, ферми) относителното отклонение се нормализира f/l, където е- абсолютно отклонение, л- обхват на лъча.

Формулата за проверка на твърдостта на греда върху две опори е

(3.4)

където е граничното относително отклонение;

за дълги греди = 1/400,

за подови греди = 1/250,

q д- експлоатационна проектна стойност на товара, определена по формулата

q e = q 0 g fe g n

Стойност на характерното натоварване q ди коефициент на надеждност за експлоатационното проектно натоварване gfeприети според правилата.

Втората група гранични състояния включва и изчислението за устойчивост на пукнатини в стоманобетонни конструкции.

За някои материали, например пластмаси, е характерно пълзене - нестабилността на деформациите във времето. В този случай проверката на твърдостта на конструкцията трябва да се извърши, като се вземе предвид пълзенето. При такива изчисления се използва квазипостоянно проектно натоварване, чиято стойност се определя по формулата:

F p = F 0 g fp g n

където F0- характерна стойност на квазипостоянното натоварване;

gfp- коефициент на безопасност за квазипостоянно проектно натоварване.

В металните конструкции има два вида конструктивна устойчивост Р:

- Рай- проектна устойчивост, установена от границата на провлачване и използвана при изчисления, включващи еластичното поведение на материала;

- R u- проектна устойчивост, установена от якостта на опън и използвана при изчисленията на конструкции, при които са допустими значителни пластични деформации.

Проектна устойчивост Райи R uсе определят по формулите:

R y = R yn /g mи R u = R un /g m

в който Рини R un- нормативни съпротивления, съответно равни на

R yn = s m

R un = s in

Където s m- провлачване,

е в- якост на опън (временна устойчивост) на материала;

g m- коефициент на надеждност за материала, отчитащ променливостта на свойствата на материала и селективния характер на пробите за изпитване по дефиниция s mи е в, както и мащабният коефициент - механичните характеристики се определят на малки образци с краткотрайно едноосово напрежение, докато металът работи дълго време в едрогабаритни конструкции.

Стойността на стандартните съпротивления R yn = s mи R un = s in, както и стойностите на коефициента g mзададени статистически. Нормативните съпротивления имат статистическа сигурност най-малко 0,95, т.е. в 95 от 100 случая s mи е вще бъдат поне стойностите, посочени в сертификата. Коефициент на безопасност по материал g mустановено въз основа на анализа на кривите на разпределение на резултатите от изпитването на стомана. Стойностите на този коефициент, в зависимост от GOST или TU за стомана, са дадени в табл. 2 SNiP. Стойностите на този коефициент варират от 1,025 до 1,15.

Регулаторна Рини R unи селище Райи R uустойчивост за различни марки стомана, в зависимост от вида на валцуваните продукти (лист или стил) и неговата дебелина, са представени в табл. 51 SNiP. Изчисленията също използват изчисленото съпротивление на срязване (срязване) Rs =0,58Рай, за ужас R p = R uи т.н.

Нормативните и проектните съпротивления за някои от най-често използваните марки стомани са дадени в табл. 3.2.

Таблица 3.2. Нормативна и проектна устойчивост на стоманата съгл

GOST 27772-88.

стомана	маса под наем	Нормативно съпротивление, МРа, валцувани	Проектно съпротивление, МРа, валцувани
лист	оформен	лист	оформен
Рин	R un	Рин	R un	Рин	R un	Рин	R un
C235	2-20 2-40
C245	2-20 2-30	-	-			-	-
C255	4-10 10-20 20-40
C275	2-10 10-20
C285	4-10 10-20
C345	2-10 20-20 20-40
C345	4-10
C375	2-10 10-20 20-40

По този начин при метода на граничното състояние всички първоначални величини, произволни по своя характер, са представени в нормите с някои стандартни стойности, а ефектът от тяхната променливост върху проекта се взема предвид от съответните фактори за надеждност. Всеки от въведените коефициенти отчита променливостта само на една първоначална стойност (натоварване, условия на работа, свойства на материала, степен на отговорност на конструкцията). Тези коефициенти често се наричат частични коефициенти, а методът за изчисляване на гранични състояния се нарича метод на частичните коефициенти в чужбина.

Литература:, с. 50-52; с. 55-58.

Тестове за самоконтрол

I. Загубата на стабилност се отнася до граничните състояния:

1. I група;

2. II група;

3. III групи.

II. Коефициент γm взема предвид:

1. условия на работа на конструкцията;

3. променливост на натоварването.

III. Проектна устойчивост Рай определя се по формулата:

1. Ry = Ryn / γ m ;

2. Ry = Run / γ n ;

3. Ry = Run / γ c.

IV. Негодността на конструкциите за експлоатация характеризира границата

сегашно състояние:

1. I група;

2. II група;

3. III групи.

V. Коефициент γn взема предвид:

1. Степента на отговорност на структурата;

2. променливост на свойствата на материала;

3. променливост на натоварването.

VI. Проектна устойчивост Рай Инсталирай:

1. граница на еластичност;

2. по граница на провлачване;

3. по якост на опън.

VII. Коефициент fm използва се за определяне на проектното натоварване:

1. лимит;

2. оперативен

3. цикличен.

VIII. Изчислението за стабилност се извършва, като се вземе предвид проектното натоварване:

1. лимит;

2. оперативен

3.цикличен.

IX. Крехкото счупване се отнася до граничните състояния:

1. I група;

2. II група;

3. III групи.

X. За едноетажни жилищни сгради коефициентът γn приемам

1. γn = 1;

2. γn=0,95;

3. γn = 0,9;

XI За особено критични сгради кое γn приемам

1.γn = 1;

2.γn=0,95;

3.γn = 0,9;

XII. Втората група гранични състояния включва изчислението:

1. за сила;

2. за твърдост;

3. за устойчивост.

3.2 Класификация на товарите. Натоварване от тежестта на конструкцията и почвата. Натоварвания върху подове и покриви на сгради. Натоварване от сняг. натоварване от вятър. Комбинации на натоварване .

Според естеството на въздействието натоварванията се разделят на: механични и немеханични природата.

Механични натоварвания (силите, приложени към конструкцията, или принудителните деформации) се вземат предвид директно в изчисленията.

Въздействие немеханична природа , например, влиянието на агресивна среда, като правило, се взема предвид косвено при изчислението.

В зависимост от причините за натоварването и въздействието те се разделят на

На главен и епизодичен.

В зависимост от променливостта във времето на натоварването и въздействието на подразделението

lyayutsya на постоянен и променливи (временни). Променливи (временно)

натоварванията се делят на: дълги; краткосрочен; епизодичен.

Основата за определяне на товари са техните характерни стойности.

Проектните стойности на товарите се определят чрез умножаване на характеристиката

стойности на коефициента на безопасност на товара, в зависимост от вида на натоварването

ния В зависимост от естеството на натоварванията и целите на изчислението се използват четири вида проектни стойности - ограничаващи; оперативен; цикличен; квазипостоянен.

Техните стойности се определят съответно по формулите:

F m = F 0 γ f m γ n ,(3.5)

F e = F 0 γ f e γ n ,(3.6)

F c = F 0 γ f c γ n ,(3.7)

F p = F 0 γ f p γ n ,(3.8)

където F0е характерната стойност на натоварването;

γ f m , γ f e , γ f c , γ f p- коефициенти на безопасност при натоварване;

γ n - коефициент на надеждност за целта на конструкцията, като се вземе предвид

степента на неговата отговорност (виж Таблица 3.1).

Теглото на носещите и ограждащите конструкции на сградата;

Тегло и натиск на почвите (насипи, насипи);

Сила от предварително напрягане в конструкции.

Тегло на временни прегради, сосове, основи за оборудване;

Тегло на стационарно оборудване и пълненето му с течности, свободно течащи

Налягане на газове, течности и насипни тела в резервоари и тръбопроводи;

Подови натоварвания от складирани материали в складове, архиви и др.;

Температурно технологично въздействие от оборудването;

Теглото на водния слой в напълнените с вода покрития;

Теглото на отлаганията от промишлен прах;

Удари, причинени от деформации на основата без промяна на структурата

дупки в почвата;

Въздействия, причинени от промени във влажността, агресивност на околната среда,

свиване и пълзене на материалите.

Натоварвания от сняг;

натоварвания от вятър;

Натоварвания с лед;

Натоварвания от мобилно подемно-транспортно оборудване, включително мо-

теглени и мостови кранове;

Температурно-климатични ефекти;

Натоварвания от хора, животни, оборудване по етажи на жилищни, обществени

ни и селскостопански сгради;

Теглото на хората, ремонтните материали в зоната за обслужване на оборудването;

Натоварвания от оборудване, възникващи при старт-стоп, преходни и

тестови режими.

Сеизмични въздействия;

Експлозивно въздействие;

Аварийни натоварвания, причинени от нарушения на технологичния процес,

крехко оборудване;

Натоварвания поради деформации на основата с фундаментална промяна

структура на почвата (при накисване на потъващи почви) или нейното потъване

в минни райони и в карстови райони.

Определят се характерните и проектните стойности на епизодичните натоварвания

специални разпоредби.

Характерното тегло на сглобяемите конструкции трябва да се определя от каталози, стандарти, цехови чертежи или

паспортни данни на производителите. За други конструкции (монолитни

стоманобетон, тухлена зидария, почва) стойността на теглото се определя според проекта

всякакви размери и плътност на материалите. За плътност на стоманобетонприето

ρ = 2500 kg / m 3,за стомана ρ \u003d 7850 кг / м 3, за тухлена зидарияρ \u003d 1800 kg / m 3.

Мъртвото натоварване може да има три проектни стойности:

Лимит, определен по формулата:

F m = F 0 γ f m γ n ,

Оперативен, определен по формулата:

F e = F 0 γ f e γ n ,

Квази-постоянен, определен по формулата:

F p = F 0 γ f p γ n ,

В горните формули γn - коефициент на надеждност по предназначение

структури (виж Таблица (3.1). Стойностите на коефициента на надеждност за предел

стойност на натоварване γ f m взети съгласно таблица 3.3. Стойността на коефициента на безопасност за експлоатационната стойност на товара γ f e взето равно на 1,

тези γ f e = 1 ; равни 1 взема се и стойността на коефициента γ fp = 1, използвайте

използва се за определяне на квазипостоянната проектна стойност на приложеното натоварване

използвани при изчисления на пълзене.

Таблица 3.3 Стойност на коефициента γ f m

Стойностите в скоби трябва да се използват при проверка на стабилността на конструкцията срещу преобръщане и в други случаи, когато намаляването на теглото на конструкциите и почвите може да влоши работните условия на конструкцията.

Таблица 3.4 показва характерните стойности на равномерно разпределени

всякакви натоварвания върху припокривания на жилищни и обществени сгради.

Продължение на таблица 3.4.

Определя се пределната експлоатационна стойност на натоварванията върху подовете

по формулите:

q m = q 0 γ fm γ n ,

q e = q 0 · γ fe · γ n .

Фактори за безопасност за крайно натоварване fm = 1,3 в q0 < 2кН/м 2 ; в q0≥ 2kN/m2 fm = 1,2 . Коефициент на безопасност за работно натоварване γfe = 1.

е променлива, за която са зададени три проектни стойности: пределна, оперативна и квазипостоянна. За изчисляване, без да се вземат предвид реологичните свойства на материала, се използват граничните и експлоатационни проектни стойности на натоварването от сняг.

Граничната проектна стойност на натоварването от сняг върху хоризонталната проекция

покритието се определя по формулата:

S m = S 0 C γ fm ,(3.9)

където S0- характерната стойност на натоварването от сняг, равна на теглото на снежната покривка на 1 m 2 от земната повърхност. Стойности S0се определят в зависимост от снежния район според районната карта или съгласно Приложение Д. На територията на Украйна има шест снежни района; Максималната стойност на характерното натоварване за всеки от снежните райони е дадена в Таблица 3.5. Запорожие се намира в третия снежен район.

Таблица 3.5.- Максимални стойности на характерното натоварване от сняг

снежна зона	аз	II	III	IV	V	VI
S 0, Pa

По-точни стойности на характерното снежно натоварване за някои

градове на Украйна са дадени в таблица А.3 от допълнение А.

Коефициент с във формула (3.9) се определя по формулата:

C \u003d μ Ce сол,

където: Se- коефициент, отчитащ режима на работа на покрива;

Сол

μ - коефициент на преход от теглото на снежната покривка върху повърхността на земята

до натоварването от сняг върху покритието, в зависимост от формата на покрива.

За сгради с едноскатни и двунаклонни покрития (фиг. 3.1) стойностите

коефициент μ се приемат равни на:

μ = 1 за α ≤ 25 0

μ = 0 за α > 60 0 ,

където α - ъгълът на покрива. Варианти 2 и 3 трябва да се обмислят за сгради с

фронтонни профили (профил b), докато вариант 2 - 20 0 ≤ α ≤ 30 0 ,

и вариант 3 - 10 0 ≤ α ≤ 30 0 само ако има навигационни мостове или аерация

ny устройства на билото на покритието.

Стойността на коефициента μ за сгради

с покрития на други очертания може да бъде

но намерете в приложение G.

Коефициент Se във формула (3.9), вземете предвид

което влияе на режима на работа

върху натрупването на сняг на покрива

(почистване, топене и др.), е инсталиран

задание за проектиране. За лудите

ленени покрития на цехове с повишена

отделяне на топлина при покривни наклони над 3% и осигуряване на правилно

трябва да се предприеме отстраняване на стопената вода

Se=0,8. При липса на данни за режима

ми е разрешена експлоатация на покрива

приемам Se =1 . Коефициент Сол - отчита географската височина H (km) на местоположението на строителния обект над морското равнище. При Х< 0,5км, Сол = 1 , при H ≥ 0,5 km стойността Сол може да се определи по формулата:

Сол = 1,4Н + 0,3

Коефициент fm според пределната проектна стойност на натоварването от сняг в

формула ( 3.9) се определя в зависимост от посочения среден период на повторение

откритост т съгласно таблица 3.6

Таблица 3.6. Коефициент fmспоред граничната проектна стойност

натоварване от сняг

Междинни стойности fm

За съоръжения за масово строителство е разрешен авариен период на повторение т T e f (Таблица А.3, Приложение А).

Работната проектна стойност на натоварването от сняг се определя по формулата:

S e \u003d S o C γ fe, (3.10)

където Такаи ° С – същото като във формула (3.9);

γfe - коефициент на надеждност за експлоатационната стойност на снега

натоварване, определено съгласно таблица 3.7 в зависимост от частта от времето

η при което могат да бъдат нарушени условията на втората граница.

състояние на краката; междинна стойност γfe линията трябва да се определи

ноа интерполация.

Таблица 3.7. Коефициент γfe според експлоатационната стойност на натоварването от сняг

η	0,002	0,005	0,01	0,02	0,03	0,04	0,05	0,1
γfe	0,88	0,74	0,62	0,49	0,4	0,34	0,28	0,1

смисъл η приети съгласно нормите за проектиране на конструкции или монтаж

се определя от заданието за проектиране в зависимост от предназначението им, отговорни

същността и последствията от излизане отвъд граничното състояние. За обекти на масово строителство

допуска се събирането на доказателства η = 0,02 (2% от времето на експлоатационния живот на конструкцията

е променлива, за която са установени две изчисления -

стойности: пределни и експлоатационни.

Граничната проектна стойност на натоварването от вятъра се определя по формулата:

W m = W 0 C γ fm , (3.11)

където С - коефициент, определен по формулата (3.12);

fm - коефициент на надеждност за пределната стойност на ветровото натоварване;

W0 - характерната стойност на натоварването от вятър, равна на средната (статична

cal) компонент на налягането на вятъра на височина 10 m над повърхността

земя. Стойността на W 0 се определя в зависимост от района на вятъра според

териториална карта или съгласно Приложение Е.

На територията на Украйна са идентифицирани пет ветрови района; максимални характеристики

Стойностите на натоварването за всеки от районите на вятъра са дадени в табл

лице 3.8. Запорожие се намира в III район на вятъра.

Таблица 3.8. Максимални характерни стойности на натоварване от вятър

вятърен регион	аз	II	III	IV	V
W0,

По-точните стойности на характерното ветрово натоварване за някои градове на Украйна са дадени в таблица A.2 ап. НО.

Коефициент С във формула (3.11) се определя по формулата:

C = Caer Ch Calt Crel Cdir Cd (3.12)

където Saer – аеродинамичен коефициент; CH - коефициент, отчитащ височината на конструкцията; Калт – коефициент на географска височина; Crel - коефициент на релеф; cdir – коефициент на посока; CD – коефициент на динамичност.

Съвременните стандарти предвиждат няколко аеродинамични коефициента:

Външно влияние Se;

Триене C е;

Вътрешно въздействие C i;

Плъзнете C x ;

Сила на срязване C у .

Стойностите на аеродинамичните коефициенти се определят съгласно Приложение I

в зависимост от формата на конструкцията или конструктивния елемент. При изчисляване на рамковите рамки на сградите обикновено се използва аеродинамичният коефициент на външно влияние Se . Фигура 3.2 показва структури с най-проста форма, схеми на налягане на вятъра върху повърхността и аеродинамични коефициенти на външно въздействие върху тях.

а - свободно стоящи плоски масивни конструкции; б - сгради с двускатен покрив.

Фиг.3.2. Диаграми на натоварване от вятър

За сгради с двускатни покриви (фиг. 3.2, б), аеродинамичният коефициент

активно налягане Ce = + 0,8; стойности на коефициента Ce1 и Ce2 зависи от

са дадени размерите на сградата раздел. 3.9, коефициент Se3- в таблица 3.10.

Таблица 3.9. Стойности на коефициента Ce1 и Ce2

Коефициент	α, град.	Стойности Se 1 ,Ce2в h/lравна на
	0,5		≥ 2
Ce1			- 0,6	- 0,7	- 0,8
	+ 0,2	- 0,4	- 0,7	- 0,8
	+ 0,4	+0,3	- 0,2	- 0,4
	+ 0,8	+0,8	+0,8	+0,8
Ce2	≤ 60	- 0,4	- 0,4	- 0,5	- 0,8

Таблица 3.10. Стойности на коефициента Se3

б/л	Стойности Se3в h/lравна на
≤ 0,5		≥ 2
≤ 1	- 0,4	- 0,5	- 0,6
≥ 2	- 0,5	- 0,6	- 0,6

Знакът плюс на коефициентите съответства на посоката на натиск на вятъра върху повърхността, знакът минус - от повърхността. Междинните стойности на коефициентите трябва да се определят чрез линейна интерполация. Максимална стойност на коефициента за наклон Se3= 0,6.

Коефициент на височина на конструкцията CH отчита увеличаването на натоварването от вятъра по височината на сградата и зависи от вида на заобикалящата зона и се определя съгласно таблица 3.11.

Таблица 3.11. Стойности на коефициента CH

З(м)	CHза типа терен
	аз	II	III	IV
≤ 5	0,9	0,7	0,40	0,20
	1,20	0,90	0,60	0,40
	1,35	1,15	0,85	0,65
	1,60	1,45	1,15	1,00
	1,75	1,65	1,35	1,10
	1,90	1,75	1,50	1,20
	1,95	1,85	1,60	1,25
	2,15	2,10	1,85	1,35
	2,3	2,20	2,05	1,45

За всяко изчисление се определят видовете терен около конструкцията

посока на вятъра отделно:

I - открити повърхности на морета, езера, както и равнини без препятствия, подлежащи на

устойчиви на действието на вятъра в участък с дължина най-малко 3 km;

II - селски район с огради (огради), малки постройки, къщи

ми и дървета;

III - крайградски и индустриални зони, обширни горски площи;

IV - градски райони, в които е заета най-малко 15% от повърхността

сгради със средна височина над 15 m.

Конструкцията се счита за разположена на терена от този тип за определяне

изчислена изчислена посока на вятъра, ако в разглежданата посока е такава

районът е на разстояние 30З в пълна височина на сградата З< 60м или

2 кмв З> 60м (З е височината на сградата).

Коефициент на географска височина Калт взема предвид височината Х (км) настаняване

строителен обект над морското равнище и се определя по формулата:

Calt = 2H, при H > 0,5 км,

Calt = 1, при H ≤ 0,5 км.

Коефициент на терена Crel отчита микрорелефа на района в близост до района

ki, върху която се намира строителният обект, и се приема за равно на единица

освен в случаите, когато строителната площадка се намира на хълм или на

Коефициент на посоката cdir отчита неравномерното натоварване от вятър

по посока на вятъра и като правило се приема за една. CDir ≠ 1 в-

взети със специална обосновка само за открит равен терен

Динамичен фактор CD отчита влиянието на пулсиращия компонент

натоварване от вятър и пространствена корелация на налягането на вятъра върху

сграда. За конструкции, които не изискват изчисляване на динамиката на вятъра CD = 1.

Коефициент на надеждност за пределната проектна стойност на натоварване от вятър

ruzki fm се определя в зависимост от посочения среден период на повторение

мостове т съгласно таблица 3.12.

Таблица 3.12. Коефициент на надеждност за граничната проектна стойност на ветровото натоварване fm

Междинни стойности fmтрябва да се определя чрез линейна интерполация.

За обекти на масово строителство се допуска среден период на повторяемост т взето равно на установения експлоатационен живот на конструкцията Tef

(съгласно таблица А.3. Приложение А).

Работната проектна стойност на натоварването от вятъра се определя по формулата:

We = Wo C γfe , (3.13)

където уои ° С – същото като във формула (3.12);

γfe - коефициент на надеждност според експлоатационната проектна стойност

Ограничителното състояние е такова състояние, при което конструкцията (конструкцията) престава да отговаря на експлоатационните изисквания, т.е. губи способността да издържа на външни влияния и натоварвания, получава неприемливи измествания или ширини на отваряне на пукнатини и др.

Според степента на опасност нормите установяват две групи пределни състояния: първата група - по носимоспособност;

втората група - към нормална работа.

Граничните състояния на първата група включват крехко, пластично, умора или друго разрушаване, както и загуба на стабилност на формата, загуба на стабилност на позицията, разрушаване от комбинираното действие на силови фактори и неблагоприятни условия на околната среда.

Граничните състояния от втората група се характеризират с образуване и прекомерно отваряне на пукнатини, прекомерни отклонения, ъгли на въртене и амплитуди на вибрациите.

Изчислението за първата група гранични състояния е основното и задължително във всички случаи.

Изчислението за втората група пределни състояния се извършва за тези конструкции, които губят производителността си поради появата на горепосочените причини.

Задачата на анализа на граничното състояние е да осигури необходимата гаранция, че нито едно от граничните състояния няма да възникне по време на работа на структура или конструкция.

Преходът на конструкция в едно или друго гранично състояние зависи от много фактори, най-важните от които са:

1. външни натоварвания и въздействия;

2. механични характеристики на бетона и армировката;

3. условия на работа на материалите и конструкцията.

Всеки фактор се характеризира с променливост по време на работа, като променливостта на всеки фактор поотделно не зависи от останалите и е случаен процес. Така натоварванията и въздействията могат да се различават от дадената вероятност за превишаване на средните стойности, а механичните характеристики на материалите - от дадената вероятност за намаляване на средните стойности.

Изчисленията на граничното състояние отчитат статистическата променливост на натоварванията и якостните характеристики на материалите, както и различни неблагоприятни или благоприятни условия на работа.

2.2.3. Натоварвания

Натоварванията се делят на постоянни и временни. Временните, в зависимост от продължителността на действието, се делят на дългосрочни, краткосрочни и специални.

Постоянните натоварвания включват теглото на носещите и ограждащите конструкции, теглото и налягането на почвата и силата на предварително натиск.

Дългосрочните живи натоварвания включват теглото на стационарното оборудване на пода; налягане на газове, течности, насипни твърди вещества в контейнери; товари в складове; дълготрайни температурни технологични ефекти, част от полезния товар на жилищни и обществени сгради, от 30 до 60% от теглото на снега, част от товарите на мостови кранове и др.

Краткотрайни товари или временни товари с кратка продължителност се считат: теглото на хората, материалите в зони за поддръжка и ремонт; част от натоварването на подовете на жилищни и обществени сгради; товари, възникващи по време на производство, транспортиране и монтаж; товари от мостови и мостови кранове; натоварвания от сняг и вятър.

Специални натоварвания възникват при сеизмични, експлозивни и аварийни въздействия.

Има две групи товари - стандартни и проектни.

Нормативните натоварвания са тези натоварвания, които не могат да бъдат превишени при нормална работа.

Нормативните натоварвания се установяват въз основа на опит в проектирането, строителството и експлоатацията на сгради и конструкции.

Те се приемат в съответствие с нормите, като се отчита дадена вероятност за превишаване на средните стойности. Стойностите на постоянните натоварвания се определят от проектните стойности на геометричните параметри и средните стойности на плътността на материалите.

Нормативните временни натоварвания се задават според най-високите стойности, например натоварвания от вятър и сняг - според средните годишни стойности за неблагоприятния период на тяхното действие.

Прогнозни натоварвания.

Променливостта на натоварванията, в резултат на което има възможност за превишаване на техните стойности, а в някои случаи дори намаляването им в сравнение с нормативните, се оценява чрез въвеждане на коефициент на надеждност.

Проектните натоварвания се определят чрез умножаване на стандартното натоварване по коефициента на безопасност, т.е.

(2.38)

където q

При изчисляване на конструкции за първа група гранични състояния се приема, като правило, по-голямо от единица и само в случай, когато намаляването на натоварването влошава работните условия на конструкцията, вземете < 1 .

Изчисляването на конструкцията за втората група гранични състояния се извършва за проектни натоварвания с коефициент =1, предвид по-малкия риск от тяхното възникване.

Комбинация от товари

Няколко натоварвания действат едновременно върху конструкцията. Едновременното постигане на максималните им стойности е малко вероятно. Следователно изчислението се прави за различни неблагоприятни комбинации от тях, като се въвежда коефициент на комбинации.

Има два вида комбинации: основни комбинации, състоящи се от постоянни, дългосрочни и краткосрочни натоварвания; специални комбинации, състоящи се от постоянни, дългосрочни, възможни краткосрочни и едно от специалните товари.

Ако основната комбинация включва само едно краткотрайно натоварване, комбинираният коефициент се приема за равен на единица, когато се вземат предвид две или повече краткотрайни натоварвания, последните се умножават по 0,9.

При проектирането трябва да се има предвид степента на отговорност и капитализация на сградите и конструкциите.

Счетоводството се извършва чрез въвеждане на коефициента на надеждност за предвидената цел , което се приема в зависимост от класа конструкции За конструкции от 1 клас (уникални и монументални обекти)
, за обекти от клас II (многоетажни жилищни, обществени, промишлени)
. За сгради от клас III

БЛОКОВА ОСНОВА И ФУНАМЕНТИ

изчисляване на граничното състояние

Принципи за изчисляване на бази по гранични състояния (I и II).

1 гранично състояние- осигуряване на условия за невъзможност от загуба на носимоспособност, стабилност и форма.

2 гранично състояние- осигуряване на годност за нормална експлоатация на сгради и конструкции при предотвратяване на деформации над нормата (не настъпва загуба на стабилност).

За 1 PS изчислението винаги се извършва, за 2 (за устойчивост на пукнатини) - само за гъвкави основи (лента, плоча).

За 1 PS изчисленията се извършват, ако:

1) значително хоризонтално натоварване се прехвърля върху основата.

2) основата е разположена на склон или близо до него, или основата е съставена от едро падащи почвени плочи.

3) основата е изградена от бавно уплътняващи водонаситени тинесто-глинести почви с индекс на водонаситеност S r ≥ 0,8 и коефициент на консолидация с y ≤10 7 cm 2 /год. - здравината на почвения скелет при неутрално налягане.

4) основата е съставена от скалиста почва.

Проектно състояние за 1 PS:

F u - силата на пределното съпротивление на основата,

γ c \u003d 0.8..1.0 - набор от работни условия на почвената основа,

γ n = 1,1..1,2 - коефициент на надеждност, зависи от предназначението на сградата.

По 2 PS - винаги се провежда.

S ≤ Su- прогнозен улов (при P ≤ R), където P е налягането под основата на основата.

R е изчисленото съпротивление на почвата.

Метод Същност

Методът за изчисляване на конструкции по гранични състояния е по-нататъшно развитие на метода за изчисляване по разрушителни сили. При изчисляване по този метод граничните състояния на конструкциите се установяват ясно и се въвежда система от проектни коефициенти, която гарантира конструкцията срещу настъпването на тези състояния при най-неблагоприятните комбинации от натоварвания и при най-ниските стойности на якостните характеристики на материали.

Етапите на разрушаване, но безопасността на конструкцията при натоварване се оценяват не чрез един синтезиращ фактор на безопасност, а чрез система от проектни коефициенти. Конструкциите, проектирани и изчислени по метода на граничното състояние, са малко по-икономични.

2. Две групи гранични състояния

За гранични състояния се считат състоянията, при които конструкциите престават да отговарят на изискванията, наложени им по време на експлоатация, тоест губят способността си да издържат на външни натоварвания и влияния или получават неприемливи движения или локални повреди.

Стоманобетонните конструкции трябва да отговарят на изискванията на изчислението за две групи гранични състояния: за носеща способност - първа група гранични състояния; според годност за нормална експлоатация - втора група гранични състояния.

Изчислението за граничните състояния от първата група се извършва, за да се предотврати:

Крехко, пластично или друг вид разрушаване (изчисление на якост, като се вземе предвид, ако е необходимо, отклонението на конструкцията преди разрушаване);

загуба на стабилност на формата на конструкцията (изчисление за устойчивост на тънкостенни конструкции и др.) или нейното положение (изчисление за преобръщане и плъзгане на подпорни стени, ексцентрично натоварени високи фундаменти; изчисление за изкачване на заровени или подземни резервоари и др. .);

разрушаване на умора (анализ на умора на конструкции под въздействието на повтарящо се подвижно или пулсиращо натоварване: кранови греди, траверси, рамкови основи и тавани за небалансирани машини и др.);

унищожаване от комбинирания ефект на силови фактори и неблагоприятни влияния на околната среда (периодично или постоянно излагане на агресивна среда, действие на редуващо се замразяване и размразяване и др.).

Изчислението за граничните състояния от втората група се извършва, за да се предотврати:

образуването на прекомерно или продължително отваряне на пукнатини (ако образуването или продължителното отваряне на пукнатини е допустимо при експлоатационни условия);

прекомерни движения (отклонения, ъгли на въртене, ъгли на изкривяване и амплитуди на вибрациите).

Изчисляването на граничните състояния на конструкцията като цяло, както и на отделните й елементи или части, се извършва за всички етапи: производство, транспорт, монтаж и експлоатация; в същото време проектните схеми трябва да отговарят на приетите проектни решения и всеки от изброените етапи.

3. Прогнозни фактори

Проектните фактори - натоварвания и механични характеристики на бетона и армировката (якост на опън, граница на провлачване) - имат статистическа променливост (разсейване на стойностите). Натоварванията и въздействията могат да се различават от дадената вероятност за превишаване на средните стойности, а механичните характеристики на материалите могат да се различават от дадената вероятност за падане на средните стойности. Изчисленията на граничното състояние отчитат статистическата променливост на натоварванията и механичните характеристики на материалите, нестатистическите фактори и различни неблагоприятни или благоприятни физични, химични и механични условия за експлоатация на бетон и армировка, производство и експлоатация на елементи на сгради и конструкции . Нормализират се натоварвания, механични характеристики на материалите и проектни коефициенти.

Стойностите на натоварванията, устойчивостта на бетона и армировката се задават съгласно главите на SNiP „Натоварвания и ефекти“ и „Бетон и стоманобетонни конструкции“.

4. Класификация на товарите. Нормативни и проектни натоварвания

В зависимост от продължителността на действието натоварването се разделя на постоянно и временно. Временните товари от своя страна се разделят на дългосрочни, краткосрочни, специални.

Натоварванията от теглото на носещите и ограждащите конструкции на сгради и конструкции, масата и налягането на почвите и въздействието на предварително напрегнатите стоманобетонни конструкции са постоянни.

Дългосрочните натоварвания са от тежестта на неподвижно оборудване върху подове - машини, апарати, двигатели, резервоари и др.; налягане на газове, течности, насипни твърди вещества в контейнери; товари в складове, хладилници, архиви, библиотеки и подобни сгради и конструкции; част от временното натоварване, установено с нормите в жилищни сгради, офис и битови помещения; дългосрочни температурни технологични ефекти от стационарно оборудване; товари от един мостов или един мостов кран, умножени по коефициентите: 0,5 за среднотоварни кранове и 0,7 за тежкотоварни кранове; натоварвания от сняг за III-IV климатични райони с коефициенти 0,3-0,6. Посочените стойности на крана, някои временни и сняг натоварвания са част от общата им стойност и се вписват в изчислението, като се вземе предвид продължителността на действието на тези видове натоварвания върху премествания, деформации и напукване. Пълните стойности на тези натоварвания са краткосрочни.

Краткотрайни са натоварванията от теглото на хора, части, материали в зоните за поддръжка и ремонт на оборудването - пътеки и други свободни от оборудване площи; част от натоварването на подовете на жилищни и обществени сгради; натоварвания, възникващи по време на производството, транспортирането и монтажа на конструктивни елементи; товари от мостови и мостови кранове, използвани при строителството или експлоатацията на сгради и конструкции; натоварвания от сняг и вятър; температурно-климатични ефекти.

Специалните натоварвания включват: сеизмични и експлозивни ефекти; натоварвания, причинени от неизправност или повреда на оборудването и рязко нарушение на технологичния процес (например при рязко повишаване или намаляване на температурата и др.); въздействието на неравномерни деформации на основата, придружени от фундаментална промяна в структурата на почвата (например деформации на потъващи почви по време на накисване или вечно замръзнали почви по време на размразяване) и др.

Нормативните натоварвания се определят от нормите според предварително определена вероятност за превишаване на средните стойности или според номиналните стойности. Нормативните постоянни натоварвания се вземат според проектните стойности на геометричните и конструктивни параметри и според стойностите на средната плътност. Нормативните временни технологични и инсталационни натоварвания са определени на най-високите стойности, предвидени за нормална експлоатация; сняг и вятър - според средните годишни неблагоприятни стойности или според неблагоприятните стойности, съответстващи на определен среден период на тяхното повторение.

Проектните натоварвания за проектиране на конструкции за здравина и стабилност се определят чрез умножаване на стандартното натоварване по коефициента на безопасност на натоварването Vf, обикновено по-голям от едно, например g=gnyf. Коефициент на надеждност от теглото на бетонни и стоманобетонни конструкции Yf = M; от теглото на конструкции, изработени от бетон върху леки инертни материали (със средна плътност 1800 kg / m3 или по-малко) и различни замазки, засипки, нагреватели, изпълнени в завода, Yf = l.2, при монтаж yf = \.3 ; от различни натоварвания под напрежение в зависимост от тяхната стойност yf = it 2...1.4. Коефициентът на претоварване от теглото на конструкциите при изчисляване на стабилността на позицията срещу изкачване, преобръщане и плъзгане, както и в други случаи, когато намаляването на масата влошава условията за експлоатация на конструкцията, се приема 7f = 0,9. При изчисляване на конструкциите на етапа на строителство изчислените краткосрочни натоварвания се умножават с коефициент 0,8. Проектните натоварвания за изчисляване на конструкциите за деформации и премествания (за втората група гранични състояния) се приемат равни на стандартните стойности с коефициент Yf -1-

комбинация от натоварвания. Конструкциите трябва да бъдат проектирани за различни комбинации от натоварвания или съответните сили, ако изчислението се извършва по нееластична схема. В зависимост от състава на взетите под внимание натоварвания се различават: основните комбинации, състоящи се от постоянни, дълготрайни и краткотрайни натоварвания или сили от nx; специални комбинации, състоящи се от постоянни, дългосрочни, възможни краткосрочни и едно от специалните натоварвания или усилия от тях.

Разгледани са пет групи основни комбинации от товари. При изчисляване на конструкциите за основните комбинации от първата група се вземат предвид постоянни, дългосрочни и едно краткотрайно натоварване; при изчисляването на конструкциите за основните комбинации от втората група се вземат предвид постоянни, дългосрочни и две (или повече) краткосрочни натоварвания; докато стойностите на краткосрочните

натоварванията или съответните сили трябва да се умножат по комбиниран коефициент, равен на 0,9.

При изчисляване на конструкции за специални комбинации стойностите на краткотрайните натоварвания или съответните сили трябва да се умножат по коефициент на комбинация, равен на 0,8, с изключение на случаите, посочени в стандартите за проектиране на сгради и конструкции в сеизмични региони.

Нормите също така позволяват да се намалят живите натоварвания при изчисляване на греди и напречни греди, в зависимост от площта на натоварения под.

5. Степента на отговорност на сградите и конструкциите

Степента на отговорност на сградата и конструкциите при достигане на пределните състояния се определя от размера на материалните и социални щети. При проектирането на конструкции трябва да се вземе предвид коефициентът на надеждност за целите на унитарното предприятие, чиято стойност зависи от класа на отговорност на сградите или конструкциите. Граничните стойности на носещата способност, проектните стойности на съпротивленията, граничните стойности на деформациите, отворите на пукнатини или проектните стойности на натоварвания, сили или други влияния трябва да се умножат по този коефициент според целта.

Експерименталните проучвания, проведени в заводи за сглобяеми стоманобетонни изделия, показват, че за тежък бетон и бетон върху порести инертни материали коефициентът на вариация е Y ~ 0,135, което е прието в нормите.

В математическата статистика, използвайки pa или нито едно от двете, се оценява вероятността от повтарящи се стойности на временно съпротивление, по-малко от V. Ако приемем x = 1,64, тогава е вероятно повторение на стойностите<В не более чем у 5 % (и значения В не менее чем у 95 %) испытанных образцов. При этом достигается нормированная обеспеченность не менее 0,95.

При контрол на класа на бетона по отношение на якост на аксиално опън, нормативната устойчивост на бетона на якост на аксиално опън Rbtn се приема за равна на неговата гарантирана якост (клас) на. аксиално разтягане.

Проектното съпротивление на бетона за изчисление за първата група гранични състояния се определя чрез разделяне на стандартните съпротивления на съответните коефициенти на безопасност за бетон при натиск ybc = 1,3 prn опън ^ = 1,5 и при контрол на якостта на опън yy = 1,3 . Проектна устойчивост на бетона на аксиално натиск

Изчислената якост на натиск на тежък бетон от класове B50, B55, B60 се умножава по коефициенти, които отчитат особеността на механичните свойства на бетон с висока якост (намаляване на деформациите на пълзене), съответно, равни на 0,95; 0,925 и 0,9.

Стойностите на проектното съпротивление на бетон със закръгляване са дадени в прил. аз

При изчисляване на конструктивните елементи изчислените съпротивления на бетона Rb и Rbt се намаляват, а в някои случаи се увеличават чрез умножаване по съответните коефициенти на условията на работа на бетона uj, като се вземат предвид свойствата на бетона: продължителността на натоварването и многократното му повторение; условия, характер и етап на експлоатация на конструкцията; начин на производството му, размери на напречното сечение и др.

Проектното съпротивление на натиск на армировката Rsc, използвано при изчисляването на конструкциите за първата група гранични състояния, когато армировката е свързана с бетон, се приема равна на съответната проектна якост на опън на армировката Rs, но не повече от 400 MPa (на база крайната свиваемост на бетонната вана). При изчисляване на конструкции, за които проектната устойчивост на бетона се взема за дългосрочно натоварване, като се вземе предвид коефициентът на работни условия y&2

При изчисляване на конструктивните елементи проектните съпротивления на армировката се намаляват или в някои случаи се увеличават чрез умножаване по съответните коефициенти на работни условия ySi, като се отчита възможността за непълно използване на неговите якостни характеристики поради неравномерно разпределение на напреженията в напречното сечение , ниска якост на бетона, условия на анкериране, наличие на завои, естеството на диаграмата на опън на стоманата, промяната в нейните свойства в зависимост от условията на работа на конструкцията и др.

При изчисляване на елементите за действие на напречна сила проектните съпротивления на напречната армировка се намаляват чрез въвеждане на коефициента на работни условия -um ^ OD, който отчита неравномерното разпределение на напреженията в армировката по дължината на наклонена секция. Освен това за заварена напречна армировка, изработена от тел от класове Вр-I и прътова армировка от клас A-III, се въвежда коефициентът Vs2=0,9, който отчита възможността за крехко счупване на завареното съединение на скоби. Таблица 1 и 2 ап. v.

Освен това проектните съпротивления Rs, Rsc и Rsw трябва да се умножат по коефициентите на работните условия: Ys3, 7 * 4 - при многократно прилагане на натоварването (виж глава VIII); ysb^lx/lp или uz~1x/lap - в зоната на пренасяне на напрежението и в зоната на анкериране на ненапрегната армировка без анкери; 7 ^ 6 - по време на работа на "високоякостна армировка при напрежения над условната граница на провлачване (7o.2.

Проектното съпротивление на армировката за изчисление за втората група гранични състояния се задава при коефициент на надеждност за армировка 7s = 1, т.е. се приемат равни на стандартните стойности Rs, ser = Rsn и се вземат предвид с коефициента на условия на работа на армировката

Устойчивостта на напукване на стоманобетонна конструкция е нейната устойчивост на напукване в I етап на напрегнато-деформирано състояние или устойчивост на отваряне на пукнатини в етап II на напрегнато-деформирано състояние.

При изчислението се налагат различни изисквания към устойчивостта на пукнатини на стоманобетонна конструкция или нейните части, в зависимост от вида на използваната армировка. Тези изисквания се прилагат за нормални пукнатини и пукнатини, наклонени към надлъжната ос на елемента и са разделени на три категории:

Отварянето на пукнатини под действието на постоянни, дългосрочни и краткотрайни натоварвания се счита за кратко; непрекъснатото отваряне на пукнатини се разглежда под действието само на постоянни и продължителни натоварвания. Максималната ширина на отвора на пукнатини (accr - къса и accr2 дълга), която осигурява нормалната работа на сградите, устойчивостта на корозия на армировката и издръжливостта на конструкцията, в зависимост от категорията изисквания за устойчивост на пукнатини, не трябва да надвишава 0,05- 0,4 mm (Таблица II .2).

Предварително напрегнатите елементи под налягане на течност или газ (резервоари, напорни тръби и др.), в напълно опънат участък с армировка от пръти или тел, както и в частично компресиран участък с телена армировка с диаметър 3 mm или по-малко, трябва да отговарят изискванията на първа категория. Други предварително напрегнати елементи, в зависимост от проектните условия и вида на армировката, трябва да отговарят на изискванията от втора или трета категория.

Процедурата за отчитане на натоварванията при изчислението за устойчивост на пукнатини зависи от категорията изисквания за устойчивост на пукнатини: с изискванията на първа категория, изчислението се извършва според проектните натоварвания с коефициент на безопасност за натоварването yf> l (както при изчислението за сила); съгласно изискванията на втора и трета категория, изчислението се извършва за действието на товари с коефициент V / \u003d b Изчислението за образуване на пукнатини, за да се определи необходимостта от проверка за краткосрочно отваряне на пукнатини за изисквания от втора категория, изчислението за образуване на пукнатини се извършва за действие на проектни натоварвания с коефициент yf>U проверките за отваряне на пукнатини по изискванията на трета категория се извършват при действие на натоварвания с коефициент Y / -1. При изчисляването на устойчивостта на пукнатини се взема предвид съвместното действие на всички натоварвания, с изключение на специалните. Специални натоварвания се вземат предвид при изчисляването на образуването на пукнатини в случаите, когато пукнатини водят до катастрофална ситуация. Изчислението за затваряне на пукнатини по изискванията на втора категория се извършва за действие на постоянни и продължителни натоварвания с коефициент y / -1.Процедурата за отчитане на натоварванията е дадена в табл. П.З. В крайните участъци на предварително напрегнати елементи в рамките на дължината на зоната на прехвърляне на напрежението от армировка към бетон 1P не се допуска напукване при комбинирано действие на всички натоварвания (с изключение на специалните), включени в изчислението с коефициент Y / = L ТОВА изискването се дължи на факта, че преждевременното напукване на бетона в крайните участъци на елементите - може да доведе до издърпване на армировката от бетона под натоварване и внезапно разрушаване.

увеличаване на отклоненията. Ефектът от тези пукнатини се взема предвид при структурните изчисления. За елементи, работещи при S& условия на действие на повтарящи се натоварвания и изчислени за издръжливост, образуването на такива пукнатини не се допуска.

Гранични състояния от първата група. Изчисленията на якост се извършват от етап III на състоянието на напрежение-деформация. Сечението на конструкцията има необходимата якост, ако силите от проектните натоварвания не надвишават силите, възприети от секцията при проектните съпротивления на материалите, като се вземе предвид коефициентът на работни условия. Силата от проектни натоварвания T (например огъващ момент или надлъжна сила) е функция на стандартни натоварвания, коефициенти на безопасност и други фактори C (проектен модел, динамичен фактор и др.).

Гранични състояния от втората група. Изчислението за образуване на пукнатини, нормални и наклонени към надлъжната ос на елемента, се извършва, за да се провери устойчивостта на пукнатини на елементите, към които са наложени изискванията от първа категория, както и да се определи дали се появяват пукнатини в елементи, чиито устойчивостта на пукнатини се налага от изискванията на втора и трета категория. Смята се, че пукнатини, нормални на надлъжната ос, не се появяват, ако силата T (момент на огъване или надлъжна сила) от действието на товари не надвишава силата TSgf, която може да бъде възприета от сечението на елемента

Счита се, че пукнатини, наклонени към надлъжната ос на елемента, не се появяват, ако основните напрежения на опън в бетона не надвишават проектните стойности,

Изчислението за отваряне на пукнатината, нормално и наклонено към надлъжната ос, се състои в определяне на ширината на отвора на пукнатината на нивото на опъната армировка и сравняването й с максималната ширина на отвора. Данните за максималната ширина на отваряне на пукнатини са дадени в табл. II.3.

Изчисляването на преместването се състои в определяне на отклонението на елемента от натоварвания, като се вземе предвид продължителността на тяхното действие и се сравнява с крайното отклонение.

Пределните отклонения се задават от различни изисквания: технологични, поради нормалната работа на кранове, технологични инсталации, машини и др.; конструктивен, поради влиянието на съседни елементи, които ограничават деформациите, необходимостта от издържане на определени наклони и др.; естетичен.

Граничните отклонения на предварително напрегнатите елементи могат да бъдат увеличени с височината на огъването, ако това не е ограничено от технологични или проектни изисквания.

Процедурата за отчитане на натоварванията при изчисляване на деформациите е следната: когато е ограничена от технологични или проектни изисквания - за действие на постоянни, дълготрайни и краткотрайни товари; когато са ограничени от естетически изисквания - до действието на постоянни и продължителни натоварвания. В този случай коефициентът на безопасност на натоварването се приема като Yf

Граничните отклонения, установени от нормите за различни стоманобетонни елементи, са дадени в таблица II.4. Ограничаващите отклонения на конзолите, свързани с обхвата на конзолата, са взети два пъти по-големи.

Освен това трябва да се извърши допълнително изчисление на люлеене за стоманобетонни подови плочи, стълбища, площадки и др., които не са свързани със съседни елементи: допълнително отклонение от краткотрайно концентрирано натоварване от 1000 N с най-неблагоприятната схема на неговото приложение не трябва да надвишава 0,7 мм.

Изчисляването на структурата, насочено към предотвратяване на граничните състояния от първата група, се изразява с неравенството:

N ≤ Ф, (2.1)

където н- сила в разглеждания елемент (надлъжна сила, огъващ момент, напречна сила) от действието на пределните проектни стойности на товарите; Фе носимоспособността на елемента.

За проверка на граничните състояния на първата група се използват граничните проектни стойности на натоварвания F m, определени по формулата:

F m = F 0 g fm ,

където F0- характерна стойност на натоварването, gfm,- коефициент на надеждност за граничната стойност на товара, като се отчита възможното отклонение на товара в неблагоприятна посока. Характерни стойности на товарите F0и стойности на коефициента gfmопределени съгласно ДБН. Раздели 1.6 - 1.8 от тази методологическа разработка са посветени на тези въпроси.

При изчисляване на натоварванията, като правило, се взема предвид коефициентът на надеждност за целта на конструкцията gn, чиито стойности, в зависимост от класа на отговорност на конструкцията и вида на проектната ситуация, са дадени в табл. 2.3. Тогава изразът за определяне на пределните стойности на товарите ще приеме формата:

F m = F 0 g fm ∙g n

Дясната страна на неравенството (1.1) може да бъде представена като:

Ф \u003d S R y g c,(2.2)

където Рай- проектната устойчивост на стоманата, установена от границата на провлачване; С- геометрична характеристика на сечението (при опън или компресия Се площта на напречното сечение НО, при огъване - моментът на съпротивление У); g c- коефициент на работните условия на конструкцията, чиито стойности, в зависимост от материала на конструкцията, са установени от съответните стандарти. За стоманени конструкции, стойности g cса дадени в табл. 2.4.

Замествайки стойността (2.2) във формула (2.1), получаваме условието

N ≤ S R y g c

За опънати елементи с S=A

N ≤ A R y g c

Разделяне на лявата и дясната страна на неравенството на площта НО,получаваме състоянието на якост на разтегнат или компресиран елемент:

За огъване на елементи с S=Wтогава

M ≤ W R y g c

От последния израз следва формулата за проверка на здравината на огъващия елемент

Формулата за проверка на стабилността на компресиран елемент е:

където φ – коефициент на изкривяване в зависимост от гъвкавостта на шината

Таблица 2.4 - Коефициент на условия на труд g с

Конструктивни елементи	g с

1. Масивни греди и компресирани елементи от подови ферми под залите на театри, клубове, кина, под помещенията на магазини, архиви и др. с временно натоварване, което не надвишава теглото на тавана 2. Колони на обществени сгради и подпори на водни кули. 3. Колони на едноетажни промишлени сгради с мостови кранове 4. Компресирани основни елементи (с изключение на носещи) решетки от композитно тройниково сечение от ъглите на заварени ферми на покрития и тавани в изчисления за стабилност на тях с гъвкавост l ≥ 60 5. Пуфове, пръти, скоби, окачвания при изчисления за якост в неотслабени участъци 6. Конструктивни елементи от стомана с граница на провлачване до 440 N / mm 2, носещи статично натоварване, при изчисления на якост в сечение, отслабено с болт отвори (с изключение на фрикционни съединения) 8. Компресирани елементи от единични ъгли, закрепени с един рафт (за неравни ъгли - по-малък рафт) с изключение на решетъчни елементи на пространствени конструкции и плоски ферми от единични ъгли 9 Основни плочи от стомана с граница на провлачване до 390 N / mm 2, носеща статично натоварване, дебелина, mm: а) до 40 включително б) от 40 до 60 включително в) от 60 до 80 включително	0,90 0,95 1,05 0,80 0,90 1,10 0,75 1,20 1,15 1,10
Бележки: 1. Коефициенти g с< 1 при расчете одновременно учитывать не следует. 2. При расчетах на прочность в сечении, ослабленном отверстиями для болтов, коэффициенты gспоз. 6 и 1, 6 и 2, 6 и 5 трябва да се разглеждат едновременно. 3. При изчисляване на основните плочи, коефициентите, дадени в поз. 9 и 2, 9 и 3 трябва да се вземат предвид едновременно. 4. При изчисляване на връзките коефициентите g с за елементите, дадени в поз. 1 и 2 трябва да се вземат предвид заедно с фактора g в. 5. В случаите, които не са посочени в тази таблица, в изчисленията се вземат формули g с =1

При изчисляване на конструкции, работещи при повтарящи се условия на натоварване (например при изчисляване на крановите греди), за определяне на силите се използва циклично проектно натоварване, чиято стойност се определя от формулата.

Изчислението за граничните състояния от първата група се извършва, за да се предотврати:

Загуба на стабилност на формата на конструкцията (изчисление за стабилност на тънкостенни конструкции и др.) или нейното положение (изчисление за преобръщане и плъзгане на подпорни стени, ексцентрично натоварени високи основи; изчисление за изкачване на заровени или подземни резервоари и др. .);

Разрушаване на умора (изчисляване на умора на конструкции под въздействието на повтарящо се подвижно или пулсиращо натоварване: кранови греди, траверси, рамкови основи и тавани за небалансирани машини и др.);

Разрушаване от комбинирания ефект на силови фактори и неблагоприятни влияния на околната среда (периодично или постоянно излагане на агресивна среда, действие на редуващо се замразяване и размразяване и др.).

Изчислението за граничните състояния от втората група се извършва, за да се предотврати:

Образуване на прекомерно или продължително отваряне на пукнатини (ако според условията на работа е допустимо образуването или продължително отваряне на пукнатини);

Прекомерни движения (отклонения, ъгли на въртене, ъгли на изкривяване и амплитуди на вибрациите).

Предполагаеми фактори

Класификация на товарите. Нормативни и проектни натоварвания

Дългосрочните натоварвания са от тежестта на неподвижно оборудване върху подове - апарати, двигатели, резервоари и др.; налягане на газове, течности, насипни твърди вещества в контейнери; товари в складове, хладилници, архиви, библиотеки и подобни сгради и конструкции; част от временното натоварване, установено с нормите в жилищни сгради, обслужващи и уютни помещения; дългосрочни температурни технологични ефекти от стационарно оборудване; товари от един мостов или един мостов кран, умножени по коефициентите: 0,5 за среднотоварни кранове и 0,7 за тежкотоварни кранове; натоварвания от сняг за III-IV климатични райони с коефициенти 0,3-0,6. Посочените стойности на крана, някои временни и сняг натоварвания са част от общата им стойност и се вписват в изчислението, като се вземе предвид продължителността на действието на тези видове натоварвания върху премествания, деформации и напукване. Пълните стойности на тези натоварвания са краткосрочни.

Средни стойности на плътността. Нормативно временно; технологичните и инсталационните натоварвания се задават според най-високите стойности, предвидени за нормална експлоатация; сняг и вятър - според средните годишни неблагоприятни стойности или според неблагоприятните стойности, съответстващи на определен среден период на тяхното повторение.

Проектните натоварвания за изчисляване на здравината и стабилността на конструкциите се определят чрез умножаване на стандартното натоварване по коефициента на безопасност на натоварването Yf, обикновено по-голям от едно, напр. г= Гнит. Коефициент на надеждност от теглото на бетонни и стоманобетонни конструкции Yf = M; върху теглото на конструкциите, изработени от бетон върху леки инертни материали (със средна плътност 1800 kg / m3 или по-малко) и различни замазки, засипки, нагреватели, изпълнени в завода, Yf = l,2, при монтаж Yf = l>3 ; от различни натоварвания под напрежение в зависимост от тяхната стойност Yf = l. 2...1.4. Коефициентът на претоварване от теглото на конструкциите при изчисляване на устойчивостта на позицията срещу изкачване, преобръщане и плъзгане, както и в други случаи, когато намаляването на масата влошава работните условия на конструкцията, се приема yf = 0,9. При изчисляване на конструкциите на етапа на строителство изчислените краткосрочни натоварвания се умножават с коефициент 0,8. Проектните натоварвания за изчисляване на конструкциите за деформации и премествания (за втората група гранични състояния) се приемат равни на стандартните стойности с коефициент Yf = l-

Разглеждат се две групи основни комбинации на натоварване. При изчисляване на конструкциите за основните комбинации от първата група се вземат предвид постоянни, дългосрочни и едно краткотрайно натоварване; при изчисляването на конструкциите за основните комбинации от втората група се вземат предвид постоянни, дългосрочни и две (или повече) краткосрочни натоварвания; в този случай стойностите на краткотрайните натоварвания или съответните усилия трябва да се умножат по коефициент на комбинация, равен на 0,9.

Намаляване на натоварването. При изчисляване на колони, стени, основи на многоетажни сгради, временните натоварвания върху подовете могат да бъдат намалени, като се вземе предвид степента на вероятност от тяхното едновременно действие, чрез умножаване по коефициент

T) = a + 0,6/Km~, (II-11)

Където а - се приема равно на 0,3 за жилищни сгради, офис сгради, общежития и др. и равно на 0,5 за различни зали: читални, заседателни, търговски и др.; m е броят на натоварените етажи над разглеждания участък.

Ние също препоръчваме

Зареждане...

У дома > математика

Какви якостни характеристики на материалите се използват за изчисления за 1-ва група гранични състояния. Метод за изчисляване на граничното състояние

2.2.3. Натоварвания

Ние също препоръчваме