Za izračune za 1. skupinu graničnih stanja, koje karakteristike čvrstoće materijala se koriste. Metoda izračuna graničnog stanja

Tema 3. Proračun metalnih konstrukcija prema metodi ograničenja

Države

Koncept graničnih stanja konstrukcija; situacije nagodbe. Proračun konstrukcija za prvu skupinu graničnih stanja. Proračun struktura za drugu skupinu stanja. Normativni i projektni otpori

Sve građevinske konstrukcije, uključujući i metalne, trenutno se izračunavaju metodom graničnog stanja. Metoda se temelji na konceptu graničnih stanja konstrukcija. Granična stanja su ona stanja u kojima građevine prestaju udovoljavati zahtjevima koji su im postavljeni tijekom rada ili tijekom građenja, a koji su određeni u skladu s namjenom i odgovornošću građevina.

U metalnim konstrukcijama razlikuju se dvije skupine graničnih stanja:

Granična stanja prve skupine karakteriziraju gubitak nosivosti i potpuna neprikladnost konstrukcija za rad. Granična stanja prve skupine uključuju:

Uništavanje bilo koje prirode (viskozno, krhko, zamor);

Opći gubitak stabilnosti oblika;

Gubitak stabilnosti položaja;

Prijelaz strukture u promjenjivi sustav;

Kvalitativna promjena konfiguracije;

Razvoj plastičnih deformacija, prekomjerna smicanja u zglobovima

Izlazak izvan granica prve skupine graničnih stanja znači potpuni gubitak operativnosti konstrukcije.

Granična stanja druge skupine karakteriziraju neprikladnost za normalan rad, zbog pojave neprihvatljivih pomaka (progibi, kutovi rotacije, vibracije itd.), kao i neprihvatljivo otvaranje pukotina (kod armiranobetonskih konstrukcija).

Sukladno važećim standardima, pri proračunu građevinskih konstrukcija ostvaruju se dvije projektne situacije: hitna i stabilna.

Proračun za prvu skupinu graničnih stanja usmjeren je na sprječavanje projektne situacije u nuždi, koja se može dogoditi najviše jednom tijekom cijelog životnog vijeka konstrukcije.

Proračun za drugu skupinu graničnih stanja karakterizira utvrđenu projektnu situaciju koja odgovara standardnim radnim uvjetima.

Proračun konstrukcije za sprječavanje graničnih stanja prve skupine (projektna situacija u slučaju nužde) izražava se nejednakošću:

N ≤ F (3.1)

gdje N- sila u predmetnom elementu (uzdužna sila, moment savijanja, poprečna sila)

F je nosivost elementa

U projektnoj situaciji u slučaju nužde, sila N ovisi o krajnjem projektiranom opterećenju F m , određenom formulom:

F m = F 0 ∙ g fm

gdje F0

gfm- faktor pouzdanosti za graničnu vrijednost opterećenja, uzimajući u obzir moguće odstupanje opterećenja u nepovoljnom smjeru. Vrijednost karakterističnog opterećenja F0 i koeficijent gfm određena vrijednostima DBN-a.

Prilikom izračuna opterećenja, u pravilu se uzima u obzir faktor pouzdanosti za svrhu konstrukcije gn, ovisno o stupnju odgovornosti strukture

F m = F 0 ∙ g fm ∙ g n

Vrijednost koeficijenta gn date su u tablici. 3.1

Tablica 3.1 Faktori pouzdanosti za namjenu konstrukcije gn

Klasa objekta	Stupanj odgovornosti	Primjeri objekata	gn

ja	Osobito važan nacionalni ekonomski i (ili) društveni značaj	Glavni objekti termoelektrana, centralne jedinice visokih peći, dimnjaci preko 200 m visine, TV tornjevi, zatvoreni sportski objekti, kazališta, kina, vrtići, bolnice, muzeji.
II	Važan nacionalni ekonomski i (ili) društveni značaj	Objekti koji nisu obuhvaćeni razredima I i III	0,95
III	Ograničeni nacionalni ekonomski i društveni značaj	Skladišta bez procesa sortiranja i pakiranja za skladištenje poljoprivrednih proizvoda, gnojiva, kemikalija, treseta i dr., staklenici, jednokatne stambene zgrade, komunikacijski i rasvjetni stupovi, ograde, privremene zgrade i građevine itd.	0,9

Desnu stranu nejednadžbe (3.1) možemo predstaviti kao

F = SR y g c(3.2)

gdje Ry- projektnu otpornost čelika, utvrđenu granom razvlačenja, S- geometrijska karakteristika presjeka (u napetosti ili kompresiji - površina presjeka ALI, kod savijanja - moment otpora W itd.),

gc- koeficijent radnih uvjeta konstrukcije, čije vrijednosti

SNiP su uspostavljeni i dani u tablici. A 1 dodatak A.

Zamjenom vrijednosti (3.2) u formulu (3.1) dobivamo

N ≤ SR y g c

Za rastegnute elemente sa S=A

N ≤ AR y g c

Dijeljenje lijeve i desne strane nejednadžbe sa ALI, dobivamo uvjet čvrstoće zategnutog elementa

Za savijanje elemenata sa S=W

M ≤ WR y g c

Stanje čvrstoće elementa za savijanje

Formula za provjeru stabilnosti komprimiranog elementa

Prilikom proračuna konstrukcija koje rade pod opetovanim opterećenjem (na primjer, pri proračunu kranskih greda), cikličko projektno opterećenje koristi se za određivanje sila čija je vrijednost određena formulom

F c = F 0 g fc g n

gdje F0- karakteristična vrijednost opterećenja dizalice;

gfc- koeficijent pouzdanosti za cikličku projektnu vrijednost opterećenja dizalice

Projektiranje čeličnih konstrukcija s ciljem sprječavanja graničnih stanja druge skupine izražava se nejednakošću

d≤ [d], (3.3)

gdje d- deformacije ili pomake konstrukcija koje proizlaze iz operativne projektne vrijednosti opterećenja; za određivanje možete koristiti metode strukturne mehanike (na primjer, Mohrova metoda, početni parametri);

[d] - granične deformacije ili pomaci utvrđeni normama.

Radna projektna vrijednost opterećenja karakterizira uvjete normalnog rada i određena je formulom

F l = F 0 g f e g n

gdje F0- karakterističnu vrijednost opterećenja,

g f e- faktor pouzdanosti za radno projektirano opterećenje.

Za elemente savijanja (grede, rešetke) relativni otklon je normaliziran f/l, gdje f- apsolutni otklon, l- raspon grede.

Formula za provjeru krutosti grede na dva oslonca je

(3.4)

gdje je granični relativni otklon;

za duga greda = 1/400,

za podne grede = 1/250,

q e- radna projektna vrijednost opterećenja, određena formulom

q e = q 0 g fe g n

Vrijednost karakterističnog opterećenja q e i faktor pouzdanosti za operativno projektirano opterećenje gfe prihvaćeno prema pravilima.

Druga skupina graničnih stanja također uključuje proračun otpornosti na pukotine u armiranobetonskim konstrukcijama.

Za neke materijale, na primjer, plastiku, karakteristično je puzanje - nestabilnost deformacija tijekom vremena. U tom slučaju, provjeru krutosti konstrukcije treba provesti uzimajući u obzir puzanje. U takvim se izračunima koristi kvazikonstantno projektno opterećenje, čija je vrijednost određena formulom:

F p = F 0 g fp g n

gdje F0- karakteristična vrijednost kvazikonstantnog opterećenja;

gfp- faktor sigurnosti za kvazi-trajno projektno opterećenje.

U metalnim konstrukcijama postoje dvije vrste otpornosti dizajna R:

- Ry- projektirana otpornost, utvrđena granom tečenja i korištena u proračunima koji uključuju elastično ponašanje materijala;

- R u- projektna otpornost, utvrđena vlačnom čvrstoćom i korištena u proračunima konstrukcija gdje su dopuštene značajne plastične deformacije.

Otpornost dizajna Ry i R u određuju se formulama:

R y = R yn /g m i R u = R un /g m

u kojem Ryn i Trčanje- normativni otpori, odnosno jednaki

R yn = s m

R un = s in

Gdje s m- čvrstoća popuštanja,

s u- vlačna čvrstoća (privremena otpornost) materijala;

g m- koeficijent pouzdanosti za materijal, uzimajući u obzir varijabilnost svojstava materijala i selektivnu prirodu ispitnih uzoraka po definiciji s m i s u, kao i faktor razmjera - mehaničke karakteristike određuju se na malim uzorcima s kratkotrajnom jednoosno napetošću, dok metal radi dugo u konstrukcijama velikih dimenzija.

Vrijednost standardnih otpora R yn = s m i R un = s in, kao i vrijednosti koeficijenta g m postavljena statistički. Normativni otpori imaju statističku sigurnost od najmanje 0,95, t.j. u 95 slučajeva od 100 s m i s u bit će najmanje vrijednosti navedene u certifikatu. Faktor sigurnosti prema materijalu g m utvrđeno na temelju analize krivulja raspodjele rezultata ispitivanja čelika. Vrijednosti ovog koeficijenta, ovisno o GOST-u ili TU za čelik, dane su u tablici. 2 SNiP. Vrijednosti ovog koeficijenta variraju od 1,025 do 1,15.

Regulatorna Ryn i Trčanje i naselja Ry i R u otpornosti za različite vrste čelika, ovisno o vrsti valjanog proizvoda (lim ili stilu) i njegovoj debljini, prikazani su u tablici. 51 SNiP. Izračuni također koriste izračunatu otpornost na smicanje (smicanje) Rs =0,58Ry, na užasnutost R p = R u i tako dalje.

Normativni i projektni otpori za neke od najčešće korištenih vrsta čelika dani su u tablici. 3.2.

Tablica 3.2. Regulatorna i projektna otpornost čelika prema

GOST 27772-88.

Željezo	stol za najam	Regulatorni otpor, MPa, valjani	Konstrukcijski otpor, MPa, valjani
list	oblikovana	list	oblikovana
Ryn	Trčanje	Ryn	Trčanje	Ryn	Trčanje	Ryn	Trčanje
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

Dakle, u metodi graničnog stanja, sve početne veličine, slučajne prirode, predstavljene su u normama nekim standardnim vrijednostima, a učinak njihove varijabilnosti na projekt se uzima u obzir odgovarajućim faktorima pouzdanosti. Svaki od uvedenih koeficijenata uzima u obzir varijabilnost samo jedne početne vrijednosti (opterećenje, radni uvjeti, svojstva materijala, stupanj odgovornosti konstrukcije). Ti se koeficijenti često nazivaju parcijalnim koeficijentima, a metoda izračuna po graničnim stanjima u inozemstvu se naziva metoda parcijalnih koeficijenata.

Literatura:, str. 50-52; s. 55-58 (prikaz, stručni).

Testovi za samokontrolu

I. Gubitak stabilnosti odnosi se na granična stanja:

1. I grupa;

2. II skupina;

3. III grupe.

II. Koeficijent γ m uzima u obzir:

1. uvjeti rada građevine;

3. varijabilnost opterećenja.

III. Otpornost dizajna Ry određena formulom:

1. Ry = Ryn / γ m;

2. Ry = Run / γ n ;

3. Ry = Run / γ c.

IV. Neprikladnost konstrukcija za rad karakterizira granicu

Trenutna država:

1. I grupa;

2. II skupina;

3. III grupe.

V. Koeficijent γn uzima u obzir:

1. Stupanj odgovornosti strukture;

2. varijabilnost svojstava materijala;

3. varijabilnost opterećenja.

VI. Otpornost dizajna Ry instalirati:

1. granica elastičnosti;

2. po granici tečenja;

3. po vlačnoj čvrstoći.

VII. Koeficijent fm koristi se za određivanje projektnog opterećenja:

1. granica;

2. operativni

3. ciklički.

VIII. Proračun stabilnosti provodi se uzimajući u obzir projektno opterećenje:

1. granica;

2. operativni

3.ciklički.

IX. Krhki lom odnosi se na granična stanja:

1. I grupa;

2. II skupina;

3. III grupe.

X. Za jednokatne stambene zgrade koeficijent γn prihvatiti

1. γn = 1;

2. γn=0,95;

3. γn = 0,9;

XI. Za posebno kritične zgrade koeficijent γn prihvatiti

1.γn = 1;

2.γn=0,95;

3.γn = 0,9;

XII. Druga grupa graničnih stanja uključuje izračun:

1. za snagu;

2. za tvrdoću;

3. za održivost.

3.2 Klasifikacija opterećenja. Opterećenje od težine konstrukcije i tla. Opterećenja na podovima i krovovima zgrada. Opterećenje snijegom. opterećenje vjetrom. Kombinacije opterećenja .

Prema prirodi udara, opterećenja se dijele na: mehanički i nemehanički priroda.

Mehanička opterećenja (sile koje se primjenjuju na konstrukciju, odnosno prisilne deformacije) uzimaju se u obzir izravno u proračunima.

Udarac nemehaničke prirode , na primjer, utjecaj agresivnog okruženja, u pravilu, uzima se u obzir neizravno u izračunu.

Ovisno o uzrocima opterećenja i utjecaja, dijele se na

na glavni i epizodni.

Ovisno o varijabilnosti u vremenu opterećenja i utjecaju parcelacije

lyayutsya na trajna i varijable (privremeno). Varijable (privremeno)

opterećenja se dijele na: duga; kratkoročno; epizodni.

Osnova za dodjelu opterećenja su njihovi karakteristične vrijednosti.

Projektne vrijednosti opterećenja određuju se množenjem karakteristike

vrijednosti faktora sigurnosti opterećenja, ovisno o vrsti opterećenja

niya. Ovisno o prirodi opterećenja i svrsi izračuna, koriste se četiri vrste projektnih vrijednosti - ograničavajuće; operativni; ciklički; kvazi-trajna.

Njihove vrijednosti određuju se prema formulama:

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)

gdje F0 je karakteristična vrijednost opterećenja;

γ f m , γ f e , γ f c , γ f p- faktori sigurnosti opterećenja;

γ n - faktor pouzdanosti za potrebe konstrukcije, uzimajući u obzir

stupanj njegove odgovornosti (vidi tablicu 3.1).

Težina nosivih i ogradnih konstrukcija zgrade;

Težina i pritisak tla (nasipi, nasipi);

Sila od prednaprezanja u konstrukcijama.

Težina privremenih pregrada, grava, temelja za opremu;

Težina stacionarne opreme i njeno punjenje tekućinama, slobodno teče

Tlak plinova, tekućina i labavih tijela u spremnicima i cjevovodima;

Podna opterećenja od uskladištenog materijala u skladištima, arhivima i sl.;

Temperaturni tehnološki utjecaj opreme;

Težina sloja vode u premazima punjenim vodom;

Težina naslaga industrijske prašine;

Udari uzrokovani deformacijama baze bez promjene strukture

rupe za tlo;

Utjecaji uzrokovani promjenama vlažnosti, agresivnošću okoline,

skupljanje i puzanje materijala.

Opterećenja snijegom;

opterećenja vjetrom;

Opterećenja ledom;

Tereti od pokretne opreme za rukovanje, uključujući mo-

vučne i mostne dizalice;

Temperaturno klimatski učinci;

Opterećenja od ljudi, životinja, opreme na etažama stambenih, javnih

ny i poljoprivredne zgrade;

Težina ljudi, materijala za popravak u području servisa opreme;

Opterećenja od opreme koja nastaju u start-stop, prijelaznim i

testni načini.

Seizmički utjecaji;

Eksplozivni udar;

Hitna opterećenja uzrokovana kršenjem tehnološkog procesa,

krhka oprema;

Opterećenja uslijed deformacija baze s temeljnom promjenom

struktura tla (pri namakanju tla koja se slijega) ili njegovo slijeganje

u rudarskim područjima i u kraškim područjima.

Određene su karakteristične i projektne vrijednosti epizodnih opterećenja

posebnim propisima.

Karakterističnu težinu montažnih konstrukcija treba odrediti iz kataloga, standarda, prodajnih crteža ili

podaci o putovnicama proizvođača. Za druge strukture (monolitne

armirani beton, cigla, tlo) vrijednost težine određuje se prema projektu

ny veličine i gustoće materijala. Za gustoća armiranog betona prihvaćeno

ρ \u003d 2500 kg / m 3,za čelik ρ \u003d 7850 kg / m 3, za zidanjeρ \u003d 1800 kg / m 3.

Mrtvo opterećenje može imati tri projektne vrijednosti:

Granica, određena formulom:

F m = F 0 γ f m γ n ,

Operativno, određeno formulom:

F e = F 0 γ f e γ n ,

Kvazi-trajna, određena formulom:

F p = F 0 γ f p γ n ,

U gornjim formulama γn - koeficijent pouzdanosti za predviđenu namjenu

strukture (vidi tablicu (3.1). Vrijednosti koeficijenta pouzdanosti za graničnu

vrijednost opterećenja γ f m uzeti prema tablici 3.3. Vrijednost faktora sigurnosti za radnu vrijednost opterećenja γ f e uzeti jednako 1,

oni γ f e = 1 ; jednak 1 uzima se i vrijednost koeficijenta γ fp = 1, koristite

koristi se za određivanje kvazikonstantne projektne vrijednosti primijenjenog opterećenja

koristi se u proračunima puzanja.

Tablica 3.3 Vrijednost koeficijenta γ f m

Vrijednosti u zagradama treba koristiti prilikom provjere stabilnosti konstrukcije od prevrtanja iu drugim slučajevima kada smanjenje težine konstrukcija i tla može pogoršati radne uvjete konstrukcije.

Tablica 3.4 prikazuje karakteristične vrijednosti jednoliko raspoređenih

ny opterećenja na preklopima stambenih i javnih zgrada.

Nastavak tablice 3.4.

Određuje se granična pogonska vrijednost opterećenja na podovima

prema formulama:

q m = q 0 γ fm γ n ,

q e = q 0 · γ fe · γ n .

Sigurnosni faktori za krajnje opterećenje fm = 1,3 na q0 < 2кН/м 2 ; na q0≥ 2kN/m2 fm = 1,2 . Faktor sigurnosti za radno opterećenje γfe = 1.

je varijabla za koju su postavljene tri vrijednosti dizajna: marginalna, operativna i kvazi-trajna. Za proračun bez uzimanja u obzir reoloških svojstava materijala koriste se granične i operativne projektne vrijednosti opterećenja snijegom.

Granična projektna vrijednost opterećenja snijegom na horizontalnoj projekciji

pokrivenost je određena formulom:

S m = S 0 C γ fm ,(3.9)

gdje S0- karakteristična vrijednost snježnog opterećenja, jednaka težini snježnog pokrivača po 1 m 2 zemljine površine. vrijednosti S0 određuju se ovisno o snježnoj regiji prema zonskoj karti ili prema Dodatku E. Na području Ukrajine postoji šest snježnih regija; Maksimalna vrijednost karakterističnog opterećenja za svaku od snježnih regija data je u tablici 3.5. Zaporožje se nalazi u trećoj snježnoj regiji.

Tablica 3.5.- Maksimalne vrijednosti karakterističnog opterećenja snijegom

snježno područje	ja	II	III	IV	V	VI
S 0, Pa

Za neke točnije vrijednosti karakterističnog opterećenja snijegom

gradovi Ukrajine dati su u tablici A.3 Dodatka A.

Koeficijent s u formuli (3.9) određuje se formulom:

C \u003d μ Ce sol,

gdje: Se- koeficijent koji uzima u obzir način rada krova;

Sol

μ - koeficijent prijelaza od težine snježnog pokrivača na površini zemlje

na opterećenje snijegom na premazu, ovisno o obliku krova.

Za zgrade s jednostranim i dvokosim premazima (slika 3.1), vrijednosti

koeficijent μ uzimaju se jednakima:

μ = 1 za α ≤ 25 0

μ = 0 za α > 60 0 ,

gdje α - kut krova. Opcije 2 i 3 treba razmotriti za zgrade s

zabatni profili (profil b), dok je opcija 2 - 20 0 ≤ α ≤ 30 0 ,

i opcija 3 - 10 0 ≤ α ≤ 30 0 samo ako postoje navigacijski mostovi ili aeracija

ny uređaji na grebenu premaza.

Vrijednost koeficijenta μ za zgrade

s premazima drugih obrisa može biti

ali pronađite u dodatku G.

Koeficijent Se u formuli (3.9), uzeti u obzir

što utječe na način rada

na nakupljanje snijega na krovu

(čišćenje, topljenje, itd.), je instaliran

projektantski zadatak. Za lude

lanene prevlake radionica s povećanim

oslobađanje topline kod krovnih nagiba preko 3% i osiguravanje pravilnog

treba poduzeti uklanjanje otopljene vode

Se=0,8. U nedostatku podataka o načinu rada

dozvoljeno mi je iskorištavanje krova

prihvatiti Se =1 . Koeficijent Sol - uzima u obzir geografsku visinu H (km) položaja građevinskog objekta iznad razine mora. Kod H< 0,5км, Sol = 1 , na H ≥ 0,5 km vrijednost Sol može se odrediti formulom:

Sol = 1,4H + 0,3

Koeficijent fm prema graničnoj projektnoj vrijednosti opterećenja snijegom u

formula ( 3.9) određuje se ovisno o navedenom prosječnom razdoblju ponavljanja

otvorenost T prema tablici 3.6

Tablica 3.6. Koeficijent fm prema graničnoj projektnoj vrijednosti

opterećenje snijegom

Srednje vrijednosti fm

Za objekte masovne gradnje dopušteno je razdoblje hitnog ponavljanja T T e f (Tablica A.3, Dodatak A).

Radna projektirana vrijednost opterećenja snijegom određena je formulom:

S e \u003d S o C γ fe, (3.10)

gdje Tako i C – isto kao u formuli (3.9);

γfe - koeficijent pouzdanosti za operativnu vrijednost snijega

opterećenje, određeno prema tablici 3.7 ovisno o ulomku vremena

η tijekom kojih se mogu prekršiti uvjeti druge granice.

stanje nogu; srednja vrijednost γfe treba odrediti liniju

noa interpolacija.

Tablica 3.7. Koeficijent γfe prema operativnoj vrijednosti opterećenja snijegom

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

Značenje η donesena prema normativima za projektiranje konstrukcija ili ugradnju

je određen projektnim zadatkom ovisno o njihovoj namjeni, odgovorni

nosti i posljedica izlaska izvan graničnog stanja. Za objekte masovne gradnje

dopušteno je uzimanje dokaza η = 0,02 (2% vremena vijeka trajanja konstrukcije

je varijabla za koju su uspostavljena dva izračuna -

vrijednosti: granične i operativne.

Granična projektna vrijednost opterećenja vjetrom određena je formulom:

W m = W 0 C γ fm , (3.11)

gdje S - koeficijent određen formulom (3.12);

fm - koeficijent pouzdanosti za graničnu vrijednost opterećenja vjetrom;

W0 - karakteristična vrijednost opterećenja vjetrom, jednaka prosjeku (statička

cal) komponenta tlaka vjetra na visini od 10 m iznad površine

Zemlja. Vrijednost W 0 određuje se ovisno o području vjetra prema

zonsku kartu ili prema Dodatku E.

Na teritoriju Ukrajine identificirano je pet područja vjetra; maksimalne karakteristike

Vrijednosti opterećenja za svaku od regija vjetra date su u tablici

lice 3.8. Zaporožje se nalazi u regiji III vjetra.

Tablica 3.8. Maksimalne karakteristične vrijednosti opterećenja vjetrom

regija vjetrova	ja	II	III	IV	V
W0,

Točnije vrijednosti karakterističnog opterećenja vjetrom za neke gradove Ukrajine date su u tablici A.2 app. ALI.

Koeficijent S u formuli (3.11) određuje se formulom:

C = Caer Ch Calt Crel Cdir Cd (3.12)

gdje Saer – aerodinamički koeficijent; CH - koeficijent koji uzima u obzir visinu konstrukcije; Calt – koeficijent geografske visine; Crel - koeficijent rasterećenja; cdir – koeficijent smjera; CD – koeficijent dinamike.

Moderni standardi predviđaju nekoliko aerodinamičkih koeficijenata:

Vanjski utjecaj Se;

Trenje C f;

Unutarnji utjecaj C i;

Opterećenje C x ;

Smična sila C y .

Vrijednosti aerodinamičkih koeficijenata određuju se prema Dodatku I

ovisno o obliku konstrukcije ili konstrukcijskog elementa. Pri izračunu okvirnih okvira zgrada obično se koristi aerodinamički koeficijent vanjskog utjecaja Se . Slika 3.2 prikazuje strukture najjednostavnijeg oblika, obrasce pritiska vjetra na površinu i aerodinamičke koeficijente vanjskog utjecaja na njih.

a - samostojeće ravne čvrste konstrukcije; b - zgrade sa zabatnim krovovima.

sl.3.2. Dijagrami opterećenja vjetrom

Za zgrade s zabatnim krovovima (slika 3.2, b), aerodinamički koeficijent

aktivni pritisak Ce = + 0,8; vrijednosti koeficijenta Ce1 i Ce2 ovisno o

date su dimenzije zgrade tab. 3.9, koeficijent Se3- u tablici 3.10.

Tablica 3.9. Vrijednosti koeficijenta Ce1 i Ce2

Koeficijent	α, st.	vrijednosti Se 1 ,Ce2 na h/l jednak
	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

Tablica 3.10. Vrijednosti koeficijenta Se3

b/l	vrijednosti Se3 na h/l jednak
≤ 0,5		≥ 2
≤ 1	- 0,4	- 0,5	- 0,6
≥ 2	- 0,5	- 0,6	- 0,6

Znak plus koeficijenata odgovara smjeru pritiska vjetra na površinu, znak minus - s površine. Međuvrijednosti koeficijenata treba odrediti linearnom interpolacijom. Maksimalna vrijednost koeficijenta za nagib Se3= 0,6.

Faktor visine konstrukcije CH uzima u obzir povećanje opterećenja vjetrom po visini zgrade i ovisi o vrsti okolnog prostora i određuje se prema tablici 3.11.

Tablica 3.11. Vrijednosti koeficijenta CH

Z(m)	CH za tip terena
	ja	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

Za svaki izračun određuju se vrste terena koji okružuju građevinu

smjer vjetra odvojeno:

I - otvorene površine mora, jezera, kao i ravnice bez prepreka, podložne

otporan na djelovanje vjetra na dionici duljine od najmanje 3 km;

II - ruralno područje s ogradama (ogradama), malim objektima, kućama

mi i drveće;

III - prigradske i industrijske zone, prostrane šumske površine;

IV - urbana područja u kojima je zauzeto najmanje 15% površine

zgrade prosječne visine veće od 15 m.

Za utvrđivanje se smatra da se građevina nalazi na terenu ove vrste

izračunati izračunati smjer vjetra, ako je u razmatranom smjeru takav

područje je na udaljenosti 30Z u punoj visini konstrukcije Z< 60м ili

2 km na Z> 60m (Z je visina zgrade).

Faktor geografske visine Calt uzima u obzir visinu H (km) smještaj

građevinski objekt iznad razine mora i određuje se formulom:

Calt = 2H, na H > 0,5 km,

Calt = 1, na H ≤ 0,5 km.

Koeficijent terena Crel uzima u obzir mikroreljef područja u blizini područja

ki, na kojem se nalazi građevinski objekt, i uzima se jednakim jedan

osim u slučajevima kada se gradilište nalazi na uzvisini ili na

Koeficijent smjera cdir uzima u obzir neravnomjerno opterećenje vjetrom

u smjeru vjetra i u pravilu se uzima jednakim jedan. CDir ≠ 1 na-

uzeti s posebnim opravdanjem samo za otvoreni ravni teren

Dinamički koeficijent CD uzima u obzir utjecaj pulsirajuće komponente

opterećenje vjetrom i prostorna korelacija pritiska vjetra na

zgrada. Za građevine koje ne zahtijevaju proračun dinamike vjetra CD = 1.

Koeficijent pouzdanosti za graničnu projektnu vrijednost opterećenja vjetrom

ruzki fm određuje se ovisno o navedenom prosječnom razdoblju ponavljanja

mostovi T prema tablici 3.12.

Tablica 3.12. Faktor pouzdanosti za graničnu projektnu vrijednost opterećenja vjetrom fm

Srednje vrijednosti fm treba odrediti linearnom interpolacijom.

Za objekte masovne gradnje dopušteno je prosječno razdoblje ponavljanja T uzeti jednak utvrđenom vijeku trajanja konstrukcije Tef

(prema tablici A.3. Dodatak A).

Radna projektirana vrijednost opterećenja vjetrom određena je formulom:

We = Wo C γfe , (3.13)

gdje Wo i C – isto kao u formuli (3.12);

γfe - faktor pouzdanosti prema operativnoj projektnoj vrijednosti

Granično stanje je takvo stanje u kojem građevina (konstrukcija) prestaje udovoljavati pogonskim zahtjevima, t.j. gubi sposobnost otpornosti na vanjske utjecaje i opterećenja, prima neprihvatljive pomake ili širine otvora pukotina itd.

Prema stupnju opasnosti norme utvrđuju dvije skupine graničnih stanja: prva skupina - po nosivosti;

druga skupina - na normalan rad.

Granična stanja prve skupine uključuju krhko, duktilno, zamorno ili drugo sloma, kao i gubitak stabilnosti oblika, gubitak stabilnosti položaja, uništenje zbog kombiniranog djelovanja faktora sile i nepovoljnih uvjeta okoline.

Granična stanja druge skupine karakteriziraju stvaranje i prekomjerno otvaranje pukotina, prekomjerni otkloni, kutovi rotacije, amplitude vibracija.

Izračun za prvu skupinu graničnih stanja glavni je i obavezan u svim slučajevima.

Proračun za drugu skupinu graničnih stanja provodi se za one konstrukcije koje zbog pojave navedenih razloga gube performanse.

Zadatak analize graničnog stanja je osigurati potrebno jamstvo da se niti jedno od graničnih stanja neće dogoditi tijekom rada strukture ili konstrukcije.

Prijelaz strukture u jedno ili drugo granično stanje ovisi o mnogim čimbenicima, od kojih su najvažniji:

1. vanjska opterećenja i utjecaji;

2. mehaničke karakteristike betona i armature;

3. uvjeti rada materijala i konstrukcije.

Svaki faktor karakterizira varijabilnost tijekom rada, a varijabilnost svakog faktora zasebno ne ovisi o ostalima i slučajan je proces. Dakle, opterećenja i udari mogu se razlikovati od zadane vjerojatnosti prekoračenja prosječnih vrijednosti, a mehaničke karakteristike materijala - od zadane vjerojatnosti smanjenja prosječnih vrijednosti.

Proračuni graničnog stanja uzimaju u obzir statističku varijabilnost opterećenja i karakteristika čvrstoće materijala, kao i različite nepovoljne ili povoljne radne uvjete.

2.2.3. Opterećenja

Opterećenja se dijele na stalna i privremena. Privremene, ovisno o trajanju radnje, dijele se na dugoročne, kratkoročne i posebne.

Konstantna opterećenja uključuju težinu nosivih i ogradnih konstrukcija, težinu i pritisak tla te silu pred kompresijom.

Dugotrajna opterećenja pod naponom uključuju težinu nepokretne opreme na podovima; tlak plinova, tekućina, rasutih tvari u spremnicima; tereti u skladištima; dugotrajni temperaturni tehnološki učinci, dio nosivosti stambenih i javnih zgrada, od 30 do 60% težine snijega, dio opterećenja mostnih dizalica i dr.

Kratkotrajna opterećenja ili privremena opterećenja kratkog trajanja su: težina ljudi, materijala u servisnim i popravnim područjima; dio opterećenja na podovima stambenih i javnih zgrada; opterećenja koja nastaju tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje; opterećenja od nadzemnih i mostnih dizalica; opterećenja snijegom i vjetrom.

Posebna opterećenja nastaju tijekom seizmičkih, eksplozivnih i izvanrednih utjecaja.

Postoje dvije skupine opterećenja - standardna i dizajn.

Regulatorna opterećenja su ona opterećenja koja se ne mogu prekoračiti tijekom normalnog rada.

Regulatorna opterećenja utvrđuju se na temelju iskustva u projektiranju, izgradnji i radu zgrada i građevina.

Prihvaćaju se prema normama, uzimajući u obzir zadanu vjerojatnost prekoračenja prosječnih vrijednosti. Vrijednosti trajnih opterećenja određene su projektnim vrijednostima geometrijskih parametara i prosječnim vrijednostima gustoće materijala.

Standardna privremena opterećenja postavljaju se prema najvišim vrijednostima, na primjer, opterećenja vjetrom i snijegom - prema prosjeku godišnjih vrijednosti za nepovoljno razdoblje njihovog djelovanja.

Procijenjena opterećenja.

Promjenjivost opterećenja, zbog čega postoji mogućnost prekoračenja njihovih vrijednosti, au nekim slučajevima i njihovog smanjenja, u usporedbi s normativnim, procjenjuje se uvođenjem faktora pouzdanosti.

Projektna opterećenja određuju se množenjem standardnog opterećenja sa sigurnosnim faktorom, t.j.

(2.38)

gdje q

Pri proračunu konstrukcija za prvu skupinu graničnih stanja uzima se u pravilu veće od jedinice, a samo u slučaju kada smanjenje opterećenja pogoršava radne uvjete konstrukcije, uzeti < 1 .

Proračun konstrukcije za drugu skupinu graničnih stanja provodi se za projektna opterećenja s koeficijentom =1, s obzirom na manji rizik njihova nastanka.

Kombinacija opterećenja

Nekoliko opterećenja istovremeno djeluje na konstrukciju. Malo je vjerojatno istovremeno postizanje njihovih maksimalnih vrijednosti. Stoga se proračun vrši za različite njihove nepovoljne kombinacije, uz uvođenje koeficijenta kombinacija.

Postoje dvije vrste kombinacija: osnovne kombinacije, koje se sastoje od trajnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja; posebne kombinacije koje se sastoje od trajnog, dugotrajnog, mogućeg kratkotrajnog i jednog od posebnih opterećenja.

Ako glavna kombinacija uključuje samo jedno kratkotrajno opterećenje, pretpostavlja se da je koeficijent kombinacije jednak jedan, a kada se uzmu u obzir dva ili više kratkotrajnih opterećenja, potonji se množe s 0,9.

Pri projektiranju treba voditi računa o stupnju odgovornosti i kapitaliziranosti zgrada i građevina.

Računovodstvo se provodi uvođenjem koeficijenta pouzdanosti za predviđenu namjenu , što se prihvaća ovisno o klasi građevina.Za objekte 1. klase (unikatni i monumentalni objekti)
, za objekte II klase (višeetažni stambeni, javni, industrijski)
. Za zgrade III klase

BLOK BAZA I TEMELJI

izračun graničnog stanja

Principi izračunavanja baza po graničnim stanjima (I i II).

1 granično stanje- osiguravanje uvjeta za nemogućnost gubitka nosivosti, stabilnosti i oblika.

2 granično stanje- osiguravanje prikladnosti za normalan rad zgrada i građevina uz sprječavanje deformacija iznad norme (ne dolazi do gubitka stabilnosti).

Za 1 PS proračun se uvijek provodi, za 2 (za otpornost na pukotine) - samo za fleksibilne temelje (traka, ploča).

Za 1 PS izračuni se provode ako:

1) značajno horizontalno opterećenje se prenosi na bazu.

2) temelj se nalazi na padini ili blizu nje, ili je temelj sastavljen od ploča tla s velikim padanjem.

3) podloga je sastavljena od sporo zbijenih vodozasićenih muljevito-ilovastih tla s indeksom zasićenosti vodom S r ≥ 0,8 i faktorom konsolidacije s y ≤10 7 cm 2 /god - čvrstoća skeleta tla pri neutralnom tlaku.

4) baza je sastavljena od kamenog tla.

Projektni uvjeti za 1 PS:

F u - snaga krajnjeg otpora baze,

γ c \u003d 0.8..1.0 - skup radnih uvjeta baze tla,

γ n = 1,1..1,2 - faktor pouzdanosti, ovisi o namjeni zgrade.

Po 2 PS - uvijek provedeno.

S ≤ Su- procijenjeni ulov (at P ≤ R), gdje je P tlak ispod baze temelja.

R je izračunati otpor tla.

Bit metode

Metoda proračuna konstrukcija po graničnim stanjima daljnji je razvoj metode proračuna po razornim silama. Pri proračunu ovom metodom jasno se utvrđuju granična stanja konstrukcija i uvodi sustav projektnih koeficijenata koji jamči konstrukciju od nastanka ovih stanja pod najnepovoljnijim kombinacijama opterećenja i pri najnižim vrijednostima karakteristika čvrstoće. materijala.

Faze razaranja, ali sigurnost konstrukcije pod opterećenjem ne ocjenjuju se jednim sintetizirajućim faktorom sigurnosti, već sustavom projektnih koeficijenata. Konstrukcije projektirane i proračunate metodom graničnog stanja nešto su ekonomičnije.

2. Dvije grupe graničnih stanja

Graničnim stanjima smatraju se ona stanja u kojima konstrukcije prestaju ispunjavati zahtjeve koji im se postavljaju tijekom rada, odnosno gube sposobnost otpornosti na vanjska opterećenja i utjecaje ili primaju neprihvatljiva kretanja ili lokalna oštećenja.

Armiranobetonske konstrukcije moraju ispunjavati zahtjeve proračuna za dvije skupine graničnih stanja: za nosivost - prva skupina graničnih stanja; prema prikladnosti za normalan rad – druga skupina graničnih stanja.

Proračun za granična stanja prve skupine provodi se kako bi se spriječilo:

Krhko, duktilno ili druga vrsta razaranja (proračun čvrstoće uzimajući u obzir, ako je potrebno, otklon strukture prije uništenja);

gubitak stabilnosti oblika konstrukcije (proračun stabilnosti tankozidnih konstrukcija i sl.) ili njezinog položaja (proračun za prevrtanje i klizanje potpornih zidova, ekscentrično opterećenih visokih temelja; proračun za uspon ukopanih ili podzemnih akumulacija i sl. .);

kvar na zamor (analiza zamora konstrukcija pod utjecajem ponavljajućeg pokretnog ili pulsirajućeg opterećenja: kranske grede, pragovi, temelji okvira i stropovi za neuravnotežene strojeve itd.);

uništavanje zbog kombiniranog djelovanja faktora sile i nepovoljnih utjecaja okoline (periodična ili stalna izloženost agresivnom okolišu, djelovanje naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja, itd.).

Proračun za granična stanja druge skupine provodi se kako bi se spriječilo:

stvaranje prekomjernog ili dugotrajnog otvaranja pukotina (ako je stvaranje ili produljeno otvaranje pukotina dopušteno u radnim uvjetima);

prekomjerni pokreti (progibi, kutovi rotacije, nagnuti kutovi i amplitude vibracija).

Proračun graničnih stanja konstrukcije kao cjeline, kao i njenih pojedinačnih elemenata ili dijelova, provodi se za sve faze: proizvodnju, transport, montažu i rad; u tom slučaju projektne sheme moraju biti u skladu s usvojenim projektnim rješenjima i svakom od navedenih faza.

3. Procijenjeni čimbenici

Projektni čimbenici - opterećenja i mehaničke karakteristike betona i armature (vlačna čvrstoća, granica popuštanja) - imaju statističku varijabilnost (raspršenost vrijednosti). Opterećenja i djelovanja mogu se razlikovati od zadane vjerojatnosti prekoračenja prosječnih vrijednosti, a mehaničke karakteristike materijala mogu se razlikovati od zadane vjerojatnosti pada prosječnih vrijednosti. Proračuni graničnog stanja uzimaju u obzir statističku varijabilnost opterećenja i mehaničkih karakteristika materijala, nestatističke čimbenike i razne nepovoljne ili povoljne fizikalne, kemijske i mehaničke uvjete za rad betona i armature, izradu i rad elemenata zgrada i konstrukcija. . Opterećenja, mehaničke karakteristike materijala i projektni koeficijenti su normalizirani.

Vrijednosti opterećenja, otpornosti betona i armature postavljene su prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i učinci" i "Beton i armiranobetonske konstrukcije".

4. Klasifikacija opterećenja. Regulatorna i projektna opterećenja

Ovisno o trajanju djelovanja, opterećenje se dijeli na trajno i privremeno. Privremena opterećenja, zauzvrat, podijeljena su na dugoročna, kratkoročna, posebna.

Opterećenja od težine nosivih i ogradnih konstrukcija zgrada i građevina, mase i pritiska tla, te utjecaja prednapregnutih armiranobetonskih konstrukcija su konstantna.

Dugotrajna opterećenja su od težine stacionarne opreme na podovima - alatnih strojeva, aparata, motora, spremnika itd.; tlak plinova, tekućina, rasutih tvari u spremnicima; tereti u skladištima, hladnjačama, arhivima, knjižnicama i sličnim zgradama i građevinama; dio privremenog opterećenja utvrđenog normama u stambenim zgradama, uredskim i udobnim prostorijama; dugotrajni temperaturni tehnološki učinci od stacionarne opreme; opterećenja od jedne mostne ili jedne mostne dizalice, pomnožena s koeficijentima: 0,5 za srednje teške dizalice i 0,7 za teška dizalica; opterećenja snijegom za III-IV klimatske regije s koeficijentima 0,3-0,6. Navedene vrijednosti dizalice, nekih privremenih i snježnih opterećenja dio su njihove ukupne vrijednosti i unose se u proračun uzimajući u obzir trajanje djelovanja ovih vrsta opterećenja na pomake, deformacije i pucanje. Pune vrijednosti ovih opterećenja su kratkoročne.

Kratkoročna su opterećenja od težine ljudi, dijelova, materijala u područjima održavanja i popravka opreme - šetnicama i drugim prostorima slobodnim od opreme; dio opterećenja na podovima stambenih i javnih zgrada; opterećenja koja nastaju tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje konstrukcijskih elemenata; opterećenja od nadzemnih i mostnih dizalica koje se koriste u izgradnji ili radu zgrada i građevina; opterećenje snijegom i vjetrom; temperaturno klimatski učinci.

Posebna opterećenja uključuju: seizmičke i eksplozivne učinke; opterećenja uzrokovana kvarom ili kvarom opreme i oštrim kršenjem tehnološkog procesa (na primjer, s naglim povećanjem ili smanjenjem temperature itd.); utjecaj neravnomjernih deformacija podloge, popraćenih temeljnom promjenom strukture tla (na primjer, deformacije tala koje se sliježu tijekom namakanja ili tla permafrost tijekom odmrzavanja) itd.

Normativna opterećenja određuju se normama prema unaprijed određenoj vjerojatnosti prekoračenja prosječnih vrijednosti ili prema nazivnim vrijednostima. Regulatorna stalna opterećenja uzimaju se prema projektnim vrijednostima geometrijskih i strukturnih parametara i prema vrijednostima prosječne gustoće. Regulatorna privremena tehnološka i instalacijska opterećenja postavljena su na najveće vrijednosti predviđene za normalan rad; snijeg i vjetar - prema prosjeku godišnjih nepovoljnih vrijednosti ili prema nepovoljnim vrijednostima koje odgovaraju određenom prosječnom razdoblju njihovog ponavljanja.

Projektna opterećenja za projektiranje konstrukcija za čvrstoću i stabilnost određuju se množenjem standardnog opterećenja s faktorom sigurnosti opterećenja Vf, obično većim od jedan, na primjer g=gnyf. Koeficijent pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; od težine konstrukcija izrađenih od betona na lakim agregatima (s prosječnom gustoćom od 1800 kg/m3 ili manje) i raznim estrihama, zasipanjima, grijačima, izvedenim u tvornici, Yf = l.2, pri ugradnji yf = \.3 ; od raznih opterećenja pod naponom ovisno o njihovoj vrijednosti yf = it 2...1.4. Koeficijent preopterećenja od težine konstrukcija pri proračunu stabilnosti položaja protiv uspona, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava uvjete za rad konstrukcije, uzima se 7f = 0,9. Prilikom proračuna konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja množe se s faktorom 0,8. Projektna opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu grupu graničnih stanja) uzimaju se jednaka standardnim vrijednostima s koeficijentom Yf -1-

kombinacija opterećenja. Konstrukcije moraju biti projektirane za različite kombinacije opterećenja ili odgovarajućih sila ako se proračun provodi prema neelastičnoj shemi. Ovisno o sastavu tereta koji se uzima u obzir, razlikuju se: glavne kombinacije koje se sastoje od trajnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja ili sila od nx; posebne kombinacije koje se sastoje od trajnih, dugotrajnih, mogućih kratkoročnih i jednog od posebnih opterećenja ili napora od njih.

Razmatraju se ^ve skupine osnovnih kombinacija opterećenja. Pri proračunu konstrukcija za glavne kombinacije prve skupine uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i jedno kratkotrajna opterećenja; u proračunu konstrukcija za glavne kombinacije druge skupine uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i dva (ili više) kratkoročna opterećenja; dok su vrijednosti kratkoročne

opterećenja ili odgovarajuće sile treba pomnožiti s faktorom kombinacije jednakim 0,9.

Prilikom proračuna konstrukcija za posebne kombinacije, vrijednosti kratkotrajnih opterećenja ili odgovarajućih sila treba pomnožiti s faktorom kombinacije jednakim 0,8, osim u slučajevima navedenim u standardima projektiranja zgrada i građevina u seizmičkim područjima.

Norme također omogućuju smanjenje živih opterećenja pri izračunu greda i prečki, ovisno o površini opterećenog poda.

5. Stupanj odgovornosti zgrada i građevina

Stupanj odgovornosti građevine i građevina kada objekti dosegnu granična stanja određen je visinom materijalne i društvene štete. Prilikom projektiranja konstrukcija treba uzeti u obzir faktor pouzdanosti za potrebe jedinstvenog poduzeća, čija vrijednost ovisi o klasi odgovornosti zgrada ili građevina. Granične vrijednosti nosivosti, projektne vrijednosti otpora, granične vrijednosti deformacija, otvora pukotina ili projektne vrijednosti opterećenja, sila ili drugih utjecaja treba pomnožiti s ovim koeficijentom prema svrha.

Eksperimentalna istraživanja provedena u tvornicama montažnih armiranobetonskih proizvoda pokazala su da je za teške betone i beton na poroznim agregatima koeficijent varijacije Y ~ 0,135, što je prihvaćeno u normama.

U matematičkoj statistici, koristeći pa ili ni jedno ni drugo, procjenjuje se vjerojatnost ponavljanja vrijednosti privremenog otpora manjeg od V. Ako prihvatimo x = 1,64, tada je vjerojatno ponavljanje vrijednosti<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.

Kod kontrole klase betona u smislu aksijalne vlačne čvrstoće, normativna otpornost betona na aksijalnu vlačnu čvrstoću Rbtn uzima se jednakom njegovoj zajamčenoj čvrstoći (klasi) na. aksijalno rastezanje.

Projektna otpornost betona za proračun za prvu skupinu graničnih stanja određena je dijeljenjem standardnih otpora s odgovarajućim sigurnosnim faktorima za beton pri kompresiji ybc = 1,3 prn vlačna ^ = 1,5, au kontroli vlačne čvrstoće yy = 1,3 . Projektna otpornost betona na aksijalnu kompresiju

Izračunata tlačna čvrstoća teškog betona razreda B50, B55, B60 množi se s koeficijentima koji uzimaju u obzir osobitost mehaničkih svojstava betona visoke čvrstoće (smanjenje deformacija puzanja), odnosno jednakim 0,95; 0,925 i 0,9.

Vrijednosti projektne otpornosti betona sa zaobljenjem date su u pril. ja

Pri proračunu konstrukcijskih elemenata izračunati otpori betona Rb i Rbt se smanjuju, au nekim slučajevima povećavaju množenjem s odgovarajućim koeficijentima radnih uvjeta betona uj, uzimajući u obzir svojstva betona: trajanje opterećenja i njegovo višekratno ponavljanje; uvjeti, priroda i faza rada strukture; način njegove izrade, dimenzije presjeka itd.

Projektna tlačna otpornost armature Rsc koja se koristi u proračunu konstrukcija za prvu skupinu graničnih stanja, kada je armatura vezana na beton, uzima se jednaka odgovarajućoj projektnoj vlačnoj čvrstoći armature Rs, ali ne većoj od 400 MPa (na temelju krajnja stišljivost betonske kade). Pri proračunu konstrukcija za koje se proračunska otpornost betona uzima za dugotrajno opterećenje, uzimajući u obzir koeficijent radnih uvjeta y&2

Prilikom proračuna konstrukcijskih elemenata, projektni otpori armature se smanjuju ili u nekim slučajevima povećavaju množenjem s odgovarajućim koeficijentima radnih uvjeta ySi, uzimajući u obzir mogućnost nepotpune upotrebe njegovih karakteristika čvrstoće zbog neravnomjerne raspodjele naprezanja u poprečnom presjeku. , niska čvrstoća betona, uvjeti sidrenja, prisutnost zavoja, priroda vlačnog dijagrama čelika, promjena njegovih svojstava ovisno o radnim uvjetima konstrukcije itd.

Pri proračunu elemenata za djelovanje poprečne sile projektni otpori poprečne armature se smanjuju uvođenjem koeficijenta radnih uvjeta -um ^ OD, koji uzima u obzir neravnomjernu raspodjelu naprezanja u armaturi po dužini armature. nagnuti dio. Dodatno, za zavarenu poprečnu armaturu od žice klase Vr-I i šipku klase A-III uvodi se koeficijent Vs2=0,9 koji uzima u obzir mogućnost krhkog loma zavarenog spoja stezaljki. Stol 1 i 2 app. v.

Osim toga, izračunate otpore Rs, Rsc i Rsw treba pomnožiti s koeficijentima radnih uvjeta: Ys3, 7 * 4 - s ponovljenom primjenom opterećenja (vidi Poglavlje VIII); ysb^lx/lp ili uz~1x/lap - u zoni prijenosa naprezanja i u zoni sidrenja nenapregnute armature bez ankera; 7 ^ 6 - tijekom rada "armature visoke čvrstoće pri naprezanjima iznad uvjetne granice popuštanja (7o.2.

Projektna otpornost armature za proračun za drugu skupinu graničnih stanja postavljena je na faktor pouzdanosti za armaturu 7s = 1, t.j. uzimaju se jednake standardnim vrijednostima Rs, ser = Rsn i uzimaju se u obzir s koeficijentom radnih uvjeta armature

Otpornost na pukotine armiranobetonske konstrukcije je njezina otpornost na stvaranje pukotina u I. stupnju naprezno-deformacijskog stanja ili otpor otvaranju pukotina u II. stupnju naprezno-deformiranog stanja.

U proračunu se postavljaju različiti zahtjevi na otpornost na pukotine armiranobetonske konstrukcije ili njenih dijelova, ovisno o vrsti korištene armature. Ovi zahtjevi odnose se na normalne pukotine i pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa i podijeljeni su u tri kategorije:

Kratkotrajno je otvaranje pukotina pod djelovanjem stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja; kontinuirano otvaranje pukotine smatra se pod djelovanjem samo stalnih i dugotrajnih opterećenja. Maksimalna širina otvora pukotine (accr - kratka i accr2 duga), koja osigurava normalan rad zgrada, otpornost na koroziju armature i trajnost konstrukcije, ovisno o kategoriji zahtjeva za otpornost na pukotine, ne smije biti veća od 0,05- 0,4 mm (Tablica II.2).

Prednapregnuti elementi pod tlakom tekućine ili plina (spremnici, tlačne cijevi i sl.), u potpuno zategnutom dijelu s šipkom ili žičanom armaturom, kao i u djelomično komprimiranom dijelu sa žičanom armaturom promjera 3 mm ili manje, moraju ispunjavati zahtjevima Prve kategorije. Ostali prednapeti elementi, ovisno o projektnim uvjetima i vrsti armature, moraju udovoljavati zahtjevima druge ili treće kategorije.

Postupak uzimanja u obzir opterećenja u proračunu otpornosti na pukotine ovisi o kategoriji zahtjeva za otpornost na pukotine: uz zahtjeve prve kategorije, proračun se provodi prema projektnim opterećenjima sa sigurnosnim faktorom za opterećenje yf> l (kao u proračunu za snagu); prema zahtjevima druge i treće kategorije, proračun se provodi za djelovanje opterećenja s koeficijentom V / \u003d b Proračun za stvaranje pukotina kako bi se utvrdila potreba za provjerom kratkotrajnog otvaranja pukotina za zahtjevima druge kategorije, proračun za nastanak pukotina se izvodi za djelovanje projektnih opterećenja s koeficijentom yf>U provjere otvaranja pukotine prema zahtjevima treće kategorije provode se pod djelovanjem opterećenja s koeficijentom Y / -1. U proračunu otpornosti na pukotine uzima se u obzir zajedničko djelovanje svih opterećenja, osim posebnih. Posebna opterećenja uzimaju se u obzir pri proračunu nastanka pukotina u slučajevima kada pukotine dovode do katastrofalne situacije. Proračun zatvaranja pukotina prema zahtjevima druge kategorije provodi se za djelovanje stalnih i dugotrajnih opterećenja s koeficijentom y / -1. Postupak obračuna opterećenja dat je u tablici. P.Z. Na krajnjim presjecima prednapregnutih elemenata unutar duljine zone prijenosa naprezanja s armature na beton 1P nije dopušteno pucanje pod kombiniranim djelovanjem svih opterećenja (osim posebnih) unesenih u proračun s koeficijentom Y / = L OVO Zahtjev je zbog činjenice da prijevremeno pucanje betona na krajnjim dijelovima elemenata - može dovesti do izvlačenja armature iz betona pod opterećenjem i iznenadnog uništenja.

povećanje otklona. Utjecaj ovih pukotina uzima se u obzir u konstrukcijskim proračunima. Za elemente koji rade u S& uvjetima djelovanja ponovljenih opterećenja i proračunatih na izdržljivost nije dopušteno stvaranje takvih pukotina.

Granična stanja prve skupine. Proračuni čvrstoće polaze od III. faze stanja naprezanja i deformacije. Presjek konstrukcije ima potrebnu čvrstoću ako sile od projektnih opterećenja ne prelaze sile koje presjek percipira pri projektnim otporima materijala, uzimajući u obzir koeficijent radnih uvjeta. Sila iz projektnih opterećenja T (na primjer, moment savijanja ili uzdužna sila) funkcija je standardnih opterećenja, faktora sigurnosti i drugih čimbenika C (projektni model, dinamički faktor itd.).

Granična stanja druge skupine. Proračun nastanka pukotina, normalnih i nagnutih prema uzdužnoj osi elementa, provodi se kako bi se provjerila otpornost na pukotine elemenata na koje se postavljaju zahtjevi prve kategorije, te utvrdilo da li se pukotine pojavljuju u elementima čiji su otpornost na pukotine nameću zahtjevi druge i treće kategorije. Vjeruje se da se pukotine normalne na uzdužnu os ne pojavljuju ako sila T (moment savijanja ili uzdužna sila) od djelovanja opterećenja ne prelazi silu TSgf, koja se može uočiti presjekom elementa

Smatra se da se pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa ne pojavljuju ako glavna vlačna naprezanja u betonu ne prelaze projektne vrijednosti,

Proračun za otvaranje pukotine, normalno i nagnuto prema uzdužnoj osi, sastoji se u određivanju širine otvora pukotine na razini vlačne armature i njezinoj usporedbi s maksimalnom širinom otvora. Podaci o maksimalnoj širini otvaranja pukotine dati su u tablici. II.3.

Proračun pomaka sastoji se u određivanju otklona elementa od opterećenja, uzimajući u obzir trajanje njihovog djelovanja i uspoređujući ga s krajnjim otklonom.

Granične progibe postavljaju različiti zahtjevi: tehnološki, zbog normalnog rada dizalica, tehnoloških instalacija, strojeva i sl.; konstruktivno, zbog utjecaja susjednih elemenata koji ograničavaju deformacije, potrebe za izdržavanjem određenih nagiba itd.; estetski.

Granični progibi prednapregnutih elemenata mogu se povećati za visinu savijanja, ako to nije ograničeno tehnološkim ili projektnim zahtjevima.

Postupak uzimanja u obzir opterećenja pri proračunu progiba je sljedeći: kada je ograničeno tehnološkim ili projektnim zahtjevima - za djelovanje stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja; kada je ograničen estetskim zahtjevima - na djelovanje stalnih i dugotrajnih opterećenja. U ovom slučaju, faktor sigurnosti opterećenja uzima se kao Yf

Granični progibi utvrđeni normama za različite armiranobetonske elemente dani su u tablici II.4. Granični otklon konzola, koji se odnosi na dohvat konzole, uzima se dvostruko veći.

Osim toga, potrebno je izvršiti dodatni proračun ljuljanja za armiranobetonske podne ploče, stepenice, podeste itd. koji nisu povezani sa susjednim elementima: dodatni otklon od kratkotrajnog koncentriranog opterećenja od 1000 N uz najnepovoljniju shemu njegove primjene ne smije prelaziti 0,7 mm.

Proračun strukture u cilju sprječavanja graničnih stanja prve skupine izražava se nejednakošću:

N ≤ F, (2.1)

gdje N- sila u elementu koji se razmatra (uzdužna sila, moment savijanja, poprečna sila) od djelovanja graničnih projektnih vrijednosti opterećenja; F je nosivost elementa.

Za provjeru graničnih stanja prve skupine koriste se granične projektne vrijednosti opterećenja F m, određene formulom:

F m = F 0 g fm ,

gdje F0- karakterističnu vrijednost opterećenja, gfm,- faktor pouzdanosti za graničnu vrijednost opterećenja, uzimajući u obzir moguće odstupanje opterećenja u nepovoljnom smjeru. Karakteristične vrijednosti opterećenja F0 i vrijednosti koeficijenata gfm utvrđeno sukladno DBN-u. Odjeljci 1.6 - 1.8 ovog metodološkog razvoja posvećeni su ovim pitanjima.

Prilikom izračuna opterećenja, u pravilu se uzima u obzir faktor pouzdanosti za svrhu konstrukcije gn, čije su vrijednosti, ovisno o klasi odgovornosti građevine i vrsti projektne situacije, dane u tablici. 2.3. Tada će izraz za određivanje graničnih vrijednosti opterećenja imati oblik:

F m = F 0 g fm ∙g n

Desna strana nejednadžbe (1.1) može se predstaviti kao:

F \u003d S R y g c,(2.2)

gdje Ry- projektnu otpornost čelika, utvrđenu granom tečenja; S- geometrijska karakteristika presjeka (u napetosti ili kompresiji S je površina presjeka ALI, kod savijanja - moment otpora W); gc- koeficijent radnih uvjeta konstrukcije, čije su vrijednosti, ovisno o materijalu konstrukcije, utvrđene odgovarajućim standardima. Za čelične konstrukcije, vrijednosti gc date su u tablici. 2.4.

Zamjenom vrijednosti (2.2) u formulu (2.1) dobivamo uvjet

N ≤ S R y g c

Za rastegnute elemente sa S=A

N ≤ A R y g c

Dijeljenje lijeve i desne strane nejednakosti površinom ALI, dobivamo stanje čvrstoće rastegnutog ili stisnutog elementa:

Za savijanje elemenata sa S=W zatim

M ≤ W R y g c

Iz posljednjeg izraza slijedi formula za provjeru čvrstoće elementa za savijanje

Formula za provjeru stabilnosti komprimiranog elementa je:

gdje φ – koeficijent izvijanja ovisno o fleksibilnosti šipke

Tablica 2.4 - Koeficijent radnih uvjeta g sa

Strukturni elementi	g sa

1. Pune grede i komprimirani elementi podnih rešetki ispod dvorana kazališta, klubova, kina, ispod prostorija trgovina, arhiva itd. s privremenim opterećenjem koje ne prelazi težinu stropa 2. Stupovi javnih zgrada i oslonci vodotornja. 3. Stupovi jednokatnih industrijskih zgrada s nadzemnim dizalicama 4. Stisnuti glavni elementi (osim nosećih) rešetke kompozitnog T preseka iz uglova zavarenih rešetki obloga i stropova u proračunima za stabilnost istih sa fleksibilnošću l ≥ 60 5. Puffs, šipke, podupirači, suspenzije u proračunima čvrstoće u neoslabljenim presjecima 6. Konstruktivni elementi izrađeni od čelika s granom tečenja do 440 N / mm 2, koji podnose statičko opterećenje, u proračunima čvrstoće u presjeku oslabljenom vijkom rupe (osim tarnih spojeva) 8. Stisnuti elementi iz pojedinačnih kutova pričvršćeni jednom policom (za nejednake kutove - manja polica) s izuzetkom rešetkastih elemenata prostornih konstrukcija i ravnih rešetki iz pojedinačnih kutova 9 Osnovne ploče izrađene od čelika sa granica popuštanja do 390 N / mm 2, podnošenje statičkog opterećenja, debljina, mm: a) do 40 uključivo b) od 40 do 60 uključivo c) od 60 do 80 uključujući	0,90 0,95 1,05 0,80 0,90 1,10 0,75 1,20 1,15 1,10
Napomene: 1. Koeficijenti g sa< 1 при расчете одновременно учитывать не следует. 2. При расчетах на прочность в сечении, ослабленном отверстиями для болтов, коэффициенты gs poz. 6 i 1, 6 i 2, 6 i 5 treba uzeti u obzir istovremeno. 3. Prilikom proračuna temeljnih ploča, koeficijenti navedeni u poz. 9 i 2, 9 i 3 treba uzeti u obzir istovremeno. 4. Prilikom proračuna veza, koeficijenti g s za elemente dane u poz. 1 i 2 treba uzeti u obzir zajedno s faktorom g u. 5. U slučajevima koji nisu navedeni u ovoj tablici, u izračunu treba uzeti formule g sa =1

Prilikom proračuna konstrukcija koje rade u ponovljenim uvjetima opterećenja (na primjer, pri proračunu kranskih greda), cikličko projektno opterećenje koristi se za određivanje sila čija je vrijednost određena formulom.

Proračun za granična stanja prve skupine provodi se kako bi se spriječilo:

Krhko, duktilno ili druga vrsta razaranja (proračun čvrstoće uzimajući u obzir, ako je potrebno, otklon strukture prije uništenja);

Gubitak stabilnosti oblika konstrukcije (proračun stabilnosti tankozidnih konstrukcija i sl.) ili njenog položaja (proračun za prevrtanje i klizanje potpornih zidova, ekscentrično opterećenih visokih temelja; proračun uspona ukopanih ili podzemnih akumulacija i sl. .);

Otpor na zamor (proračun zamora konstrukcija pod utjecajem ponavljajućeg pokretnog ili pulsirajućeg opterećenja: kranske grede, pragovi, temelji okvira i stropovi za neuravnotežene strojeve itd.);

Uništavanje zbog kombiniranog djelovanja čimbenika sile i nepovoljnih utjecaja okoline (periodična ili stalna izloženost agresivnom okolišu, djelovanje naizmjeničnog smrzavanja i odmrzavanja, itd.).

Proračun za granična stanja druge skupine provodi se kako bi se spriječilo:

Stvaranje prekomjernog ili dugotrajnog otvaranja pukotine (ako je stvaranje ili produljeno otvaranje pukotine dopušteno u radnim uvjetima);

Prekomjerni pokreti (progibi, kutovi rotacije, nagnuti kutovi i amplitude vibracija).

Procijenjeni čimbenici

Vrijednosti opterećenja, otpornosti betona i armature postavljene su prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i učinci" i "Beton i armiranobetonske konstrukcije".

Klasifikacija opterećenja. Regulatorna i projektna opterećenja

Ovisno o trajanju djelovanja, opterećenje se dijeli na trajno i privremeno. Privremena opterećenja, zauzvrat, podijeljena su na dugoročna, kratkoročna, posebna.

Opterećenja od težine nosivih i ogradnih konstrukcija zgrada i građevina, mase i pritiska tla, te utjecaja prednapregnutih armiranobetonskih konstrukcija su konstantna.

Dugotrajna opterećenja su od težine stacionarne opreme na podovima - aparata, motora, spremnika itd.; tlak plinova, tekućina, rasutih tvari u spremnicima; tereti u skladištima, hladnjačama, arhivima, knjižnicama i sličnim zgradama i građevinama; dio privremenog opterećenja utvrđenog normama u stambenim zgradama, uredskim i udobnim prostorijama; dugotrajni temperaturni tehnološki učinci od stacionarne opreme; opterećenja od jedne mostne ili jedne mostne dizalice, pomnožena s koeficijentima: 0,5 za srednje teške dizalice i 0,7 za teška dizalica; opterećenja snijegom za III-IV klimatske regije s koeficijentima 0,3-0,6. Navedene vrijednosti dizalice, nekih privremenih i snježnih opterećenja dio su njihove ukupne vrijednosti i unose se u proračun uzimajući u obzir trajanje djelovanja ovih vrsta opterećenja na pomake, deformacije i pucanje. Pune vrijednosti ovih opterećenja su kratkoročne.

Vrijednosti prosječne gustoće. Normativni privremeni; tehnološka i instalacijska opterećenja postavljena su prema najvišim vrijednostima predviđenim za normalan rad; snijeg i vjetar - prema prosjeku godišnjih nepovoljnih vrijednosti ili prema nepovoljnim vrijednostima koje odgovaraju određenom prosječnom razdoblju njihovog ponavljanja.

Projektna opterećenja za proračun čvrstoće i stabilnosti konstrukcija određuju se množenjem standardnog opterećenja s faktorom sigurnosti opterećenja Yf, obično većim od jedan, na primjer G= Gnyt. Koeficijent pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; o težini betonskih konstrukcija na lakim agregatima (s prosječnom gustoćom od 1800 kg/m3 ili manje) i raznim estrišima, zasipanjima, grijačima, tvornički izvedeni, Yf = l,2, na ugradnji Yf = l>3 ; od raznih živih opterećenja ovisno o njihovoj vrijednosti Yf = l. 2...1.4. Koeficijent preopterećenja od težine konstrukcija pri izračunu stabilnosti položaja protiv uspona, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava radne uvjete konstrukcije, uzima se yf = 0,9. Prilikom proračuna konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja množe se s faktorom 0,8. Projektna opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu grupu graničnih stanja) uzimaju se jednaka standardnim vrijednostima s koeficijentom Yf = l-

Razmatraju se dvije skupine osnovnih kombinacija opterećenja. Pri proračunu konstrukcija za glavne kombinacije prve skupine uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i jedno kratkotrajna opterećenja; u proračunu konstrukcija za glavne kombinacije druge skupine uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i dva (ili više) kratkoročna opterećenja; u ovom slučaju, vrijednosti kratkotrajnih opterećenja ili odgovarajućih napora treba pomnožiti s faktorom kombinacije jednakim 0,9.

Smanjenje opterećenja. Prilikom izračunavanja stupova, zidova, temelja višekatnih zgrada, privremena opterećenja na podovima mogu se smanjiti, uzimajući u obzir stupanj vjerojatnosti njihovog istovremenog djelovanja, množenjem s koeficijentom

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

Gdje je a - uzeto jednako 0,3 za stambene zgrade, poslovne zgrade, spavaonice itd. i jednako 0,5 za razne dvorane: čitaonice, sastanke, trgovinu itd.; m je broj opterećenih katova na razmatranom dijelu.

Norme također omogućuju smanjenje živih opterećenja pri izračunu greda i prečki, ovisno o površini opterećenog poda.

Također preporučujemo

Učitavam...

Dom > Matematika

Za izračune za 1. skupinu graničnih stanja, koje karakteristike čvrstoće materijala se koriste. Metoda izračuna graničnog stanja

2.2.3. Opterećenja

Također preporučujemo