Per i calcoli per il 1° gruppo di stati limite, quali caratteristiche di resistenza dei materiali vengono utilizzate. Metodo di calcolo dello stato limite

Argomento 3. Calcolo delle strutture metalliche secondo il metodo di limitazione

stati

Il concetto di stati limite delle strutture; situazioni di regolamento. Calcolo delle strutture per il primo gruppo di stati limite. Calcolo delle strutture per il secondo gruppo di stati. Resistenze normative e di progetto

Tutte le strutture edilizie, comprese quelle metalliche, sono attualmente calcolate con il metodo degli stati limite. Il metodo si basa sul concetto di stati limite delle strutture. Gli stati limite sono quegli stati in cui le strutture cessano di soddisfare i requisiti loro imposti durante l'esercizio o durante la costruzione, specificati secondo lo scopo e la responsabilità delle strutture.

Nelle strutture metalliche si distinguono due gruppi di stati limite:

Stati limite del primo gruppo sono caratterizzati da perdita di capacità portante e completa inidoneità delle strutture all'esercizio. Gli stati limite del primo gruppo includono:

Distruzione di qualsiasi natura (viscosa, fragile, affaticata);

Perdita generale di stabilità della forma;

Perdita di stabilità della posizione;

Il passaggio della struttura a un sistema mutevole;

Modifica qualitativa della configurazione;

Sviluppo di deformazioni plastiche, eccessivi tagli nei giunti

Oltrepassare i confini del primo gruppo di stati limite significa perdere completamente l'operabilità della struttura.

Stati limite del secondo gruppo sono caratterizzati da inadeguatezza al normale funzionamento, a causa della comparsa di movimenti inaccettabili (flessioni, angoli di rotazione, vibrazioni, ecc.), nonché apertura di fessure inaccettabili (per strutture in cemento armato).

In accordo con le normative vigenti, nel calcolo delle strutture edilizie si realizzano due situazioni progettuali: emergenza e stato stazionario.

Il calcolo per il primo gruppo di stati limite è finalizzato a prevenire una situazione progettuale di emergenza, che può verificarsi non più di una volta durante l'intera vita della struttura.

Il calcolo per il secondo gruppo di stati limite caratterizza la situazione di progetto stabilita corrispondente alle condizioni operative standard.

Il calcolo della struttura volta a prevenire gli stati limite del primo gruppo (situazione progettuale di emergenza) è espresso dalla disuguaglianza:

N ≤ F (3.1)

dove N- forza nell'elemento considerato (forza longitudinale, momento flettente, forza trasversale)

Fè la capacità portante dell'elemento

In una situazione di progetto di emergenza, la forza N dipende dal carico ultimo di progetto F m , determinato dalla formula:

F m = F 0 ∙ g fm

dove F0

gfm- fattore di affidabilità del valore limite del carico, tenendo conto dell'eventuale deviazione del carico in direzione sfavorevole. Valore di carico caratteristico F0 e coefficiente gfm determinato dai valori di DBN.

Quando si calcolano i carichi, di norma, viene preso in considerazione il fattore di affidabilità ai fini della struttura gn, a seconda del grado di responsabilità della struttura

F m = F 0 ∙ g fm ∙ g n

Valore del coefficiente gn sono riportati in tabella. 3.1

Tabella 3.1 Fattori di affidabilità ai fini della struttura gn

Classe di oggetti	Grado di responsabilità	Esempi di oggetti	gn

io	Importanza nazionale economica e (o) sociale particolarmente importante	Edifici principali di centrali termiche, centrali di altiforni, camini alti oltre 200 m, torri TV, impianti sportivi coperti, teatri, cinema, asili nido, ospedali, musei.
II	Importante importanza economica e (o) sociale nazionale	Oggetti non compresi nelle classi I e III	0,95
III	Importanza economica e sociale nazionale limitata	Magazzini senza processi di selezione e confezionamento per lo stoccaggio di prodotti agricoli, fertilizzanti, prodotti chimici, torba, ecc., serre, edifici residenziali a un piano, pali di comunicazione e illuminazione, recinzioni, edifici e strutture temporanee, ecc.	0,9

Il lato destro della disuguaglianza (3.1) può essere rappresentato come

Ф = RS y g c(3.2)

dove Ry- la resistenza di progetto dell'acciaio, determinata dal carico di snervamento, S- caratteristica geometrica della sezione (in trazione o compressione - area della sezione MA, in flessione - il momento di resistenza w eccetera.),

gc- coefficiente delle condizioni di lavoro della struttura, i cui valori

SNiP sono stabiliti e sono riportati nella tabella. A 1 appendice A.

Sostituendo il valore (3.2) nella formula (3.1), otteniamo

N ≤ SR y g c

Per elementi allungati con S=A

N ≤ AR y g c

Dividendo i lati sinistro e destro della disuguaglianza per MA, otteniamo la condizione di resistenza dell'elemento teso

Per piegare elementi con S=O

M ≤ WR y g c

Condizione di resistenza dell'elemento flettente

Formula per il controllo della stabilità di un elemento compresso

Quando si calcolano le strutture che operano con carichi ripetuti (ad esempio, quando si calcolano le travi della gru), viene utilizzato un carico di progetto ciclico per determinare le forze, il cui valore è determinato dalla formula

F c = F 0 g fc g n

dove F0- valore caratteristico del carico della gru;

gfc- coefficiente di affidabilità per il valore di progetto ciclico del carico della gru

La progettazione delle strutture in acciaio volte a prevenire gli stati limite del secondo gruppo si esprime nella disuguaglianza

d≤ [d], (3.3)

dove d- deformazioni o movimenti delle strutture derivanti dal valore di progetto operativo dei carichi; per determinare, puoi usare i metodi della meccanica strutturale (ad esempio il metodo Mohr, i parametri iniziali);

[d] - limitazione delle deformazioni o degli spostamenti previsti dalle norme.

Il valore di progetto operativo del carico caratterizza le condizioni di funzionamento normale ed è determinato dalla formula

F l = F 0 g f e g n

dove F0- valore caratteristico del carico,

g f e- fattore di affidabilità per il carico di progetto operativo.

Per gli elementi flettenti (travi, capriate) viene normalizzata la relativa flessione f/l, dove f- deviazione assoluta, l- campata della trave.

La formula per controllare la rigidità di una trave su due supporti è

(3.4)

dov'è la deflessione relativa limitante;

per travi principali = 1/400,

per travi del solaio = 1/250,

q e- valore di progetto operativo del carico, determinato dalla formula

q e = q 0 g fe g n

Valore di carico caratteristico q e e fattore di affidabilità per il carico di progetto operativo gfe accettato secondo le regole.

Il secondo gruppo di stati limite comprende anche il calcolo della resistenza alla fessurazione nelle strutture in cemento armato.

Per alcuni materiali, ad esempio la plastica, lo scorrimento è caratteristico: l'instabilità delle deformazioni nel tempo. In questo caso, la verifica della rigidità strutturale va effettuata tenendo conto dello scorrimento viscoso. In tali calcoli viene utilizzato un carico di progetto quasi costante, il cui valore è determinato dalla formula:

F p = F 0 g fp g n

dove F0- valore caratteristico del carico quasi costante;

gfp- fattore di sicurezza per carico di progetto quasi permanente.

Nelle strutture metalliche esistono due tipi di resistenza di progetto R:

- Ry- resistenza di progetto, determinata dal carico di snervamento e utilizzata nei calcoli che coinvolgono il comportamento elastico del materiale;

- ru- resistenza di progetto, determinata dal carico di rottura e utilizzata nei calcoli di strutture dove sono ammesse deformazioni plastiche significative.

Resistenza di progetto Ry e ru sono determinati dalle formule:

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

in quale Ryn e Correre- resistenze normative, rispettivamente pari a

R yn = s m

R un = s in

In cui si s m- carico di snervamento,

è dentro- resistenza alla trazione (resistenza temporanea) del materiale;

g m- coefficiente di affidabilità per il materiale, tenendo conto della variabilità delle proprietà del materiale e della natura selettiva dei campioni di prova per definizione s m e è dentro, così come il fattore di scala - le caratteristiche meccaniche sono determinate su piccoli campioni con tensione uniassiale di breve durata, mentre il metallo lavora a lungo in strutture di grandi dimensioni.

Il valore delle resistenze standard R yn = s m e R un = s in, così come i valori del coefficiente g m impostato statisticamente. Le resistenze normative hanno una sicurezza statistica di almeno 0,95, cioè in 95 casi su 100 s m e è dentro saranno almeno i valori specificati nel certificato. Fattore di sicurezza per materiale g m stabilito sulla base dell'analisi delle curve di distribuzione dei risultati delle prove sull'acciaio. I valori di questo coefficiente, a seconda di GOST o TU per l'acciaio, sono riportati nella tabella. 2 SNiP. I valori di questo coefficiente variano da 1,025 a 1,15.

Regolamentare Ryn e Correre e insediamento Ry e ru la resistenza per diversi gradi di acciaio, a seconda del tipo di prodotti laminati (lamiera o stile) e del suo spessore, sono presentati nella tabella. 51 SNiP. I calcoli utilizzano anche la resistenza al taglio calcolata (taglio) Rs =0,58Ry, con sgomento R p = R u e così via.

Nella tabella sono riportate le resistenze normative e di progetto per alcuni dei gradi di acciaio più comunemente utilizzati. 3.2.

Tabella 3.2. Resistenza normativa e di progetto dell'acciaio secondo

GOST 27772-88.

Acciaio	tavolo a noleggio	Resistenza normativa, MPa, laminati	Resistenza di progetto, MPa, laminati
lenzuolo	a forma di	lenzuolo	a forma di
Ryn	Correre	Ryn	Correre	Ryn	Correre	Ryn	Correre
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

Pertanto, nel metodo degli stati limite, tutte le grandezze iniziali, di natura casuale, sono rappresentate nelle norme da alcuni valori standard, e l'effetto della loro variabilità sul progetto è preso in considerazione dai corrispondenti fattori di affidabilità. Ciascuno dei coefficienti introdotti tiene conto della variabilità di un solo valore iniziale (carico, condizioni di lavoro, proprietà dei materiali, grado di responsabilità della struttura). Questi coefficienti sono spesso chiamati coefficienti parziali e il metodo di calcolo per stati limite è chiamato metodo dei coefficienti parziali all'estero.

Letteratura:, p. 50-52; insieme a. 55-58.

Prove di autocontrollo

I. La perdita di stabilità si riferisce agli stati limite:

1. Raggruppamento;

2. II gruppo;

3. III gruppi.

II. Coefficiente γ m tiene conto:

1. condizioni di lavoro della struttura;

3. variabilità del carico.

III. Resistenza di progetto Ry determinato dalla formula:

1. Ry = Ryn/γm;

2. Ry = Esegui / γ n;

3. Ry = Corri / γ c.

IV. L'inadeguatezza delle strutture all'esercizio caratterizza il limite

stato attuale:

1. Raggruppamento;

2. II gruppo;

3. III gruppi.

V. Coefficiente γn tiene conto:

1. Il grado di responsabilità della struttura;

2. variabilità delle proprietà dei materiali;

3. variabilità del carico.

VI. Resistenza di progetto Ry installare:

1. limite elastico;

2. per carico di snervamento;

3. per resistenza alla trazione.

VII. Coefficiente fm utilizzato per determinare il carico di progetto:

1. limite;

2. operativo

3. ciclico.

VIII. Il calcolo della stabilità viene eseguito tenendo conto del carico di progetto:

1. limite;

2. operativo

3.ciclico.

IX. La frattura fragile si riferisce agli stati limite:

1. Raggruppamento;

2. II gruppo;

3. III gruppi.

X. Per gli edifici residenziali a un piano, il coefficiente γn accettare

1. γn = 1;

2. γn=0,95;

3. γn = 0,9;

XI. Per edifici particolarmente critici, il coefficiente γn accettare

1.γn = 1;

2.γn=0,95;

3.γn = 0,9;

XII. Il secondo gruppo di stati limite comprende il calcolo:

1. per forza;

2. per durezza;

3. per la sostenibilità.

3.2 Classificazione dei carichi. Carico dal peso della struttura e del terreno. Carichi sui pavimenti e sui tetti degli edifici. Carico di neve. carico del vento. Combinazioni di carico .

A seconda della natura dell'impatto, i carichi sono suddivisi in: meccanici e non meccanici natura.

Carichi meccanici (forze applicate alla struttura, o deformazioni forzate) vengono prese in considerazione direttamente nei calcoli.

Impatto natura non meccanica , ad esempio, l'influenza di un ambiente aggressivo, di norma, viene presa in considerazione indirettamente nel calcolo.

A seconda delle cause del carico e dell'impatto, sono suddivisi in

su principale e episodico.

A seconda della variabilità nel tempo del carico e dell'impatto della suddivisione

lyayutsya su permanente e variabili (temporaneo). Variabili (temporaneo)

i carichi si dividono in: lunghi; breve termine; episodico.

Le basi per l'assegnazione dei carichi sono le loro valori caratteristici.

I valori di progetto dei carichi sono determinati moltiplicando la caratteristica

valori sul fattore di sicurezza del carico, a seconda del tipo di carico

niya. A seconda della natura dei carichi e degli scopi del calcolo, vengono utilizzati quattro tipi di valori di progetto: limitanti; operativo; ciclico; quasi permanente.

I loro valori sono determinati rispettivamente dalle formule:

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)

dove F0è il valore caratteristico del carico;

γ f m , γ f e , γ f c , γ f p- fattori di sicurezza del carico;

γ n - fattore di affidabilità ai fini della struttura, tenendo conto

il grado della sua responsabilità (vedi tabella 3.1).

Il peso delle strutture portanti e di chiusura dell'edificio;

Peso e pressione dei suoli (terrapieni, rinterro);

Forza da precompressione nelle strutture.

Peso di pareti divisorie temporanee, grappe, basamenti per attrezzature;

Peso dell'attrezzatura fissa e relativo riempimento con liquidi, a flusso libero

Pressione di gas, liquidi e corpi sciolti in serbatoi e tubazioni;

Carichi a pavimento da materiali stoccati in magazzini, archivi, ecc.;

Impatto tecnologico della temperatura dalle apparecchiature;

Il peso dello strato d'acqua nei rivestimenti riempiti d'acqua;

Il peso dei depositi di polvere industriale;

Urti causati da deformazioni della base senza modificare la struttura

buchi del suolo;

Impatti causati da variazioni di umidità, aggressività dell'ambiente,

ritiro e scorrimento dei materiali.

Carichi di neve;

carichi del vento;

Carichi di ghiaccio;

Carichi provenienti da attrezzature mobili per la movimentazione, compresi

carriponte e carroponti;

Effetti climatici della temperatura;

Carichi da persone, animali, attrezzature su pavimenti di residenziale, pubblico

ny ed edifici agricoli;

Il peso delle persone, i materiali di riparazione nell'area di servizio delle apparecchiature;

Carichi da apparecchiature derivanti in start-stop, transitorio e

modalità di prova.

Impatti sismici;

Impatto esplosivo;

Carichi di emergenza causati da violazioni del processo tecnologico,

attrezzature fragili;

Carichi dovuti a deformazioni della base con una modifica fondamentale

struttura del suolo (durante l'ammollo di terreni in cedimento) o il suo cedimento

nelle aree minerarie e nelle aree carsiche.

Vengono determinati i valori caratteristici e di progettazione dei carichi episodici

regolamenti speciali.

Il peso caratteristico delle strutture prefabbricate dovrebbe essere determinato da cataloghi, norme, disegni esecutivi o

dati del passaporto dei produttori. Per altre strutture (monolitico

cemento armato, muratura, terreno) il valore del peso è determinato in base al progetto

ny dimensioni e densità dei materiali. Per densità del cemento armato accettato

ρ \u003d 2500 kg / m 3,per acciaio ρ \u003d 7850 kg / m 3, per muraturaρ \u003d 1800 kg / m 3.

Il carico proprio può avere tre valori di progetto:

Limite, determinato dalla formula:

F m = F 0 γ f m γ n ,

Operativo, determinato dalla formula:

F e = F 0 γ f e γ n ,

Quasi permanente, determinato dalla formula:

F p = F 0 γ f p γ n ,

Nelle formule di cui sopra γn - coefficiente di affidabilità per lo scopo previsto

strutture (vedi Tabella (3.1). I valori del coefficiente di affidabilità per il limite

valore di carico γ f m preso secondo la tabella 3.3. Il valore del fattore di sicurezza per il valore operativo del carico γf e preso uguale a 1,

quelli γf e = 1 ; pari 1 viene preso anche il valore del coefficiente γ fp = 1, usa

utilizzato per determinare il valore di progetto quasi costante del carico applicato

utilizzato nei calcoli di scorrimento.

Tabella 3.3 Valore del coefficiente γ f m

I valori tra parentesi devono essere utilizzati quando si verifica la stabilità della struttura contro il ribaltamento e negli altri casi quando la riduzione del peso delle strutture e del suolo può peggiorare le condizioni di lavoro della struttura.

La tabella 3.4 mostra i valori caratteristici di uniformemente distribuiti

ny carichi su sovrapposizioni di edifici residenziali e pubblici.

Continuazione della tabella 3.4.

Viene determinato il valore operativo limite dei carichi sui pavimenti

secondo le formule:

qm = q 0 γ fm γ n ,

q e = q 0 · γ fe · γ n .

Fattori di sicurezza per il carico massimo fm = 1,3 A q0 < 2кН/м 2 ; A q0≥ 2kN/m2 fm = 1,2 . Fattore di sicurezza per il carico operativo γfe = 1.

è una variabile per la quale sono fissati tre valori di progetto: marginale, operativa e quasi permanente. Per il calcolo senza tener conto delle proprietà reologiche del materiale, vengono utilizzati i valori di progetto limite e operativi del carico di neve.

Il valore limite di progetto del carico di neve sulla proiezione orizzontale

la copertura è determinata dalla formula:

S m = S 0 C γ fm ,(3.9)

dove S0- il valore caratteristico del carico di neve, pari al peso del manto nevoso per 1 m 2 di superficie terrestre. Valori S0 sono determinati a seconda della regione innevata in base alla mappa della zonazione o in base all'appendice E. Ci sono sei regioni innevate sul territorio dell'Ucraina; Il valore massimo del carico caratteristico per ciascuna delle regioni di neve è riportato nella Tabella 3.5. Zaporizhia si trova nella terza regione della neve.

Tabella 3.5.- Valori massimi del carico di neve caratteristico

zona di neve	io	II	III	IV	v	VI
S 0 , Pa

Per alcuni valori più accurati del carico di neve caratteristico

le città dell'Ucraina sono riportate nella tabella A.3 dell'appendice A.

Coefficiente insieme a nella formula (3.9) è determinato dalla formula:

C \u003d μ Ce Sale,

dove: Se- coefficiente che tiene conto della modalità di funzionamento del tetto;

Sale

μ - coefficiente di transizione dal peso del manto nevoso sulla superficie terrestre

al carico di neve sul rivestimento, a seconda della forma del tetto.

Per gli edifici con rivestimento a una o due pendenze (Fig. 3.1), i valori

coefficiente μ sono presi pari a:

μ = 1 per α ≤ 25 0

μ = 0 per α > 60 0 ,

dove α - l'angolo del tetto. Le opzioni 2 e 3 dovrebbero essere considerate per gli edifici con

profili a timpano (profilo b), mentre opzione 2 - 20 0 ≤ α ≤ 30 0 ,

e opzione 3 - 10 0 ≤ α ≤ 30 0 solo se sono presenti ponti di navigazione o aerazione

ny dispositivi sulla cresta del rivestimento.

Il valore del coefficiente μ per gli edifici

con rivestimenti di altri contorni può essere

ma trova nell'appendice G.

Coefficiente Se nella formula (3.9), tenere conto

che influenza la modalità di funzionamento

sull'accumulo di neve sul tetto

(pulizia, fusione, ecc.), è installato

incarico di progettazione. Per i pazzi

rivestimenti di lino di officine con aumento

rilascio di calore a pendenze del tetto superiori al 3% e garantire una corretta

dovrebbe essere presa la rimozione dell'acqua di fusione

Se=0,8. In assenza di dati sulla modalità

mi è consentito lo sfruttamento del tetto

accettare Se =1 . Coefficiente Sale - tiene conto dell'altezza geografica H (km) della posizione dell'oggetto da costruzione sul livello del mare. A H< 0,5км, Sale = 1 , a H ≥ 0,5 km il valore Sale può essere determinato dalla formula:

Sale = 1,4 H + 0,3

Coefficiente fm secondo il valore limite di progetto del carico di neve in

formula ( 3.9) è determinato in base al periodo medio di ripetizione specificato

apertura T secondo la tabella 3.6

Tabella 3.6. Coefficiente fm secondo il valore limite di progetto

carico di neve

Valori intermedi fm

Per gli impianti di costruzione di massa, è consentito un periodo di ricorrenza di emergenza T T e F (Tabella A.3, Appendice A).

Il valore di progetto operativo del carico di neve è determinato dalla formula:

S e \u003d S o C γ fe, (3.10)

dove Così e C – come nella formula (3.9);

γfe - coefficiente di affidabilità per il valore operativo della neve

carico, determinato secondo la tabella 3.7 in funzione della frazione di tempo

η durante la quale possono essere violate le condizioni del secondo limite.

condizione delle gambe; valore intermedio γfe la linea dovrebbe essere determinata

Noè interpolazione.

Tabella 3.7. Coefficiente γfe in base al valore operativo del carico di neve

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

Significato η adottato secondo le norme per la progettazione delle strutture o l'installazione

è determinato dal compito di progettazione a seconda del loro scopo, responsabile

ness e conseguenze del superamento dello stato limite. Per oggetti di costruzione di massa

è consentita l'assunzione di prove η = 0,02 (2% del tempo di vita utile della struttura

è una variabile per la quale sono stabiliti due calcoli -

valori: limitanti e operativi.

Il valore limite di progetto del carico del vento è determinato dalla formula:

W m = W 0 C γ fm , (3.11)

dove Insieme a - coefficiente determinato dalla formula (3.12);

fm - coefficiente di affidabilità per il valore limite del carico del vento;

W0 - il valore caratteristico del carico del vento, pari alla media (statica

cal) componente della pressione del vento ad un'altezza di 10 m sopra la superficie

terra. Il valore di W 0 è determinato in base alla regione del vento secondo

mappa della zonazione o secondo l'Appendice E.

Cinque regioni eoliche sono state identificate sul territorio dell'Ucraina; caratteristiche massime

i valori di carico per ciascuna delle regioni del vento sono riportati nella tabella

faccia 3.8. Zaporozhye si trova nella III regione del vento.

Tabella 3.8. Valori caratteristici massimi del carico del vento

regione del vento	io	II	III	IV	v
W0,

Valori più accurati del carico caratteristico del vento per alcune città dell'Ucraina sono riportati nella tabella A.2 app. MA.

Coefficiente Insieme a nella formula (3.11) è determinato dalla formula:

C = Caer Ch Calt Crel Cdir Cd (3.12)

dove Saer – coefficiente aerodinamico; CH - coefficiente che tiene conto dell'altezza della struttura; Calt – coefficiente di altezza geografica; Crel - coefficiente di rilievo; cdir – coefficiente di direzione; CD – coefficiente di dinamismo.

Gli standard moderni prevedono diversi coefficienti aerodinamici:

Influenza esterna Se;

Attrito Cf;

Impatto interno C io;

Lagna C x ;

Forza di taglio Ci .

I valori dei coefficienti aerodinamici sono determinati secondo l'Appendice I

a seconda della forma della struttura o dell'elemento strutturale. Quando si calcolano i telai degli edifici, viene solitamente utilizzato il coefficiente aerodinamico dell'influenza esterna Se . La figura 3.2 mostra le strutture della forma più semplice, gli schemi della pressione del vento sulla superficie e i coefficienti aerodinamici dell'influenza esterna su di essi.

a - strutture solide piatte autoportanti; b - edifici con tetti a capanna.

Fig.3.2. Diagrammi di carico del vento

Per gli edifici con tetti a due falde (Fig. 3.2, b), il coefficiente aerodinamico

pressione attiva Ce = + 0,8; valori dei coefficienti Ce1 e Ce2 dipende da

le dimensioni dell'edificio sono indicate scheda. 3.9, coefficiente Se3- nella tabella 3.10.

Tabella 3.9. Valori di coefficiente Ce1 e Ce2

Coefficiente	α, gradi.	Valori Se 1 ,Ce2 A h/l uguale a
	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

Tabella 3.10. Valori di coefficiente Se3

b/l	Valori Se3 A h/l uguale a
≤ 0,5		≥ 2
≤ 1	- 0,4	- 0,5	- 0,6
≥ 2	- 0,5	- 0,6	- 0,6

Il segno più dei coefficienti corrisponde alla direzione della pressione del vento sulla superficie, il segno meno - dalla superficie. I valori intermedi dei coefficienti dovrebbero essere determinati mediante interpolazione lineare. Valore massimo del coefficiente per la pendenza Se3= 0,6.

Fattore di altezza della struttura CH tiene conto dell'aumento del carico del vento lungo l'altezza dell'edificio e dipende dal tipo di area circostante ed è determinato secondo la tabella 3.11.

Tabella 3.11. Valori di coefficiente CH

Z(m)	CH per tipo di terreno
	io	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

I tipi di terreno che circondano la struttura sono determinati per ogni calcolo

direzione del vento separatamente:

I - superfici aperte di mari, laghi e pianure senza ostacoli, soggette a

resistente all'azione del vento in un tratto di lunghezza non inferiore a 3 km;

II - area rurale con recinzioni (recinzioni), piccole strutture, case

mi e alberi;

III - zone suburbane e industriali, estese aree forestali;

IV - aree urbane in cui è occupato almeno il 15% della superficie

edifici con un'altezza media superiore a 15 m.

La struttura è considerata situata su un terreno di questo tipo per la determinazione

direzione calcolata del vento calcolata, se nella direzione considerata tale

la zona è lontana 30Z a tutta altezza della struttura Z< 60м o

2 km A Z> 60 m (Z è l'altezza dell'edificio).

Fattore di altezza geografica Calt tiene conto dell'altezza H (km) alloggio

oggetto da costruzione sul livello del mare ed è determinato dalla formula:

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

Calt = 1, a H ≤ 0,5 km.

Coefficiente del terreno Crel tiene conto del microrilievo dell'area prossima all'area

ki, su cui si trova l'oggetto di costruzione, ed è considerato uguale a uno

tranne nei casi in cui il cantiere si trova su una collina o su

Coefficiente di direzione cdir tiene conto del carico di vento irregolare

nella direzione del vento e, di regola, è preso uguale a uno. CDir ≠ 1 A-

preso con una giustificazione speciale solo per terreno pianeggiante aperto

Fattore dinamico CD tiene conto dell'influenza della componente pulsante

carico del vento e correlazione spaziale della pressione del vento

costruzione. Per strutture che non richiedono il calcolo della dinamica del vento CD = 1.

Coefficiente di affidabilità per il valore limite di progetto del carico del vento

ruzki fm è determinato in base al periodo medio di ripetizione specificato

ponti T secondo la tabella 3.12.

Tabella 3.12. Fattore di affidabilità per il valore limite di progetto del carico del vento fm

Valori intermedi fm deve essere determinato per interpolazione lineare.

Per gli oggetti di costruzione di massa è consentito un periodo medio di ricorrenza T pari alla vita utile stabilita della struttura Tef

(secondo la tabella A.3. Appendice A).

Il valore di progetto operativo del carico del vento è determinato dalla formula:

We = Wo C γfe , (3.13)

dove Wo e C – come nella formula (3.12);

γfe - fattore di affidabilità in funzione del valore di progetto operativo

Lo stato limite è uno stato in cui la struttura (costruzione) cessa di soddisfare i requisiti operativi, ad es. perde la capacità di resistere alle influenze e ai carichi esterni, riceve spostamenti inaccettabili o larghezze di apertura delle fessure, ecc.

A seconda del grado di pericolo, le norme stabiliscono due gruppi di stati limite: il primo gruppo - per capacità portante;

il secondo gruppo - al normale funzionamento.

Gli stati limite del primo gruppo includono fragilità, duttilità, fatica o altro cedimento, nonché perdita di stabilità della forma, perdita di stabilità di posizione, distruzione dall'azione combinata di fattori di forza e condizioni ambientali avverse.

Gli stati limite del secondo gruppo sono caratterizzati dalla formazione e dall'eccessiva apertura di fessure, flessioni eccessive, angoli di rotazione, ampiezze di vibrazione.

Il calcolo per il primo gruppo di stati limite è il principale e obbligatorio in tutti i casi.

Il calcolo per il secondo gruppo di stati limite viene effettuato per quelle strutture che perdono le proprie prestazioni per il verificarsi dei motivi sopra indicati.

Il compito dell'analisi degli stati limite è fornire la necessaria garanzia che nessuno degli stati limite si verifichi durante il funzionamento di una struttura o struttura.

Il passaggio di una struttura all'uno o all'altro stato limite dipende da molti fattori, i più importanti dei quali sono:

1. carichi e impatti esterni;

2. caratteristiche meccaniche del calcestruzzo e delle armature;

3. condizioni di lavoro dei materiali e di costruzione.

Ogni fattore è caratterizzato da variabilità durante il funzionamento e la variabilità di ciascun fattore separatamente non dipende dagli altri ed è un processo casuale. Quindi carichi e impatti possono differire dalla data probabilità di superare i valori medi, e le caratteristiche meccaniche dei materiali - dalla data probabilità di ridurre i valori medi.

I calcoli degli stati limite tengono conto della variabilità statistica dei carichi e delle caratteristiche di resistenza dei materiali, nonché di varie condizioni operative sfavorevoli o favorevoli.

2.2.3. Carichi

I carichi si dividono in permanenti e temporanei. Temporanei, a seconda della durata dell'azione, si dividono in a lungo termine, a breve termine e speciali.

I carichi costanti includono il peso delle strutture portanti e di chiusura, il peso e la pressione del terreno e la forza di precompressione.

I carichi in tempo reale a lungo termine includono il peso delle apparecchiature fisse sui pavimenti; pressione di gas, liquidi, solidi sfusi in contenitori; carichi nei magazzini; effetti tecnologici della temperatura a lungo termine, parte del carico utile di edifici residenziali e pubblici, dal 30 al 60% del peso della neve, parte dei carichi dei carriponte, ecc.

Si considerano carichi di breve durata o carichi temporanei di breve durata: il peso delle persone, dei materiali nelle aree di manutenzione e riparazione; parte del carico sui pavimenti di edifici residenziali e pubblici; carichi derivanti durante la produzione, il trasporto e l'installazione; carichi da carriponte e carriponte; carichi di neve e vento.

Carichi speciali sorgono durante gli impatti sismici, esplosivi e di emergenza.

Esistono due gruppi di carichi: standard e design.

I carichi normativi sono quei carichi che non possono essere superati durante il normale funzionamento.

I carichi normativi sono stabiliti sulla base dell'esperienza nella progettazione, costruzione e gestione di edifici e strutture.

Sono accettati secondo le norme, tenendo conto della probabilità data di superare i valori medi. I valori dei carichi permanenti sono determinati dai valori di progetto dei parametri geometrici e dai valori medi della densità dei materiali.

I carichi temporanei standard sono impostati in base ai valori più alti, ad esempio i carichi del vento e della neve, in base alla media dei valori annuali per il periodo sfavorevole della loro azione.

Carichi stimati.

La variabilità dei carichi, per cui vi è la possibilità di superarne i valori, ed in alcuni casi anche di ridurli, rispetto a quelli normativi, viene stimata introducendo un fattore di affidabilità.

I carichi di progetto sono determinati moltiplicando il carico standard per il fattore di sicurezza, ad es.

(2.38)

dove q

Quando si calcolano le strutture per il primo gruppo di stati limite preso, di regola, più di uno, e solo nel caso in cui una diminuzione del carico peggiori le condizioni di lavoro della struttura, prendi < 1 .

Il calcolo della struttura per il secondo gruppo di stati limite viene effettuato per carichi di progetto con coefficiente =1, dato il minor rischio che si verifichino.

Combinazione di carichi

Più carichi agiscono contemporaneamente sulla struttura. Il raggiungimento simultaneo dei loro valori massimi è improbabile. Pertanto, il calcolo viene effettuato per varie combinazioni sfavorevoli degli stessi, con l'introduzione del coefficiente di combinazione.

Esistono due tipi di combinazioni: combinazioni di base, costituite da carichi permanenti, a lungo termine ea breve termine; combinazioni speciali costituite da carichi permanenti, a lungo termine, possibili a breve termine e uno dei carichi speciali.

Se la combinazione principale comprende un solo carico a breve termine, il coefficiente di combinazione si presume uguale a uno, quando si prendono in considerazione due o più carichi a breve termine, questi ultimi vengono moltiplicati per 0,9.

Durante la progettazione, è necessario tenere conto del grado di responsabilità e capitalizzazione di edifici e strutture.

La contabilità viene effettuata introducendo il coefficiente di affidabilità per lo scopo previsto , che viene accettato a seconda della classe delle strutture Per le strutture della 1a classe (oggetti unici e monumentali)
, per oggetti di classe II (residenziale multipiano, pubblico, industriale)
. Per edifici di classe III

BLOCCO BASE E FONDAZIONI

calcolo dello stato limite

Principi per il calcolo delle basi per stati limite (I e II).

1 stato limite- prevedere le condizioni per l'impossibilità di perdita di capacità portante, stabilità e forma.

2 stato limite- garantire l'idoneità al normale funzionamento di edifici e strutture prevenendo deformazioni eccedenti la norma (nessuna perdita di stabilità).

Per 1 PS, il calcolo viene sempre eseguito, per 2 (per resistenza alla fessurazione) - solo per fondazioni flessibili (striscia, soletta).

Per 1 PS, i calcoli vengono eseguiti se:

1) un carico orizzontale significativo viene trasferito alla base.

2) la fondazione si trova su un pendio o vicino ad essa, oppure la fondazione è composta da grandi lastre di terreno cadenti.

3) la base è composta da suoli limoso-argillosi saturi d'acqua a lenta compattazione con un indice di saturazione idrica S r ≥ 0,8 e un fattore di consolidamento con y ≤10 7 cm 2 /anno - la resistenza dello scheletro del suolo a pressione neutra.

4) la base è composta da terreno roccioso.

Condizione di progetto per 1 PS:

F u - la forza della resistenza ultima della base,

γ c \u003d 0.8..1.0 - insieme di condizioni operative della base del suolo,

γ n = 1,1..1,2 - fattore di affidabilità, dipende dallo scopo dell'edificio.

2 PS ciascuno - sempre condotto.

S ≤ Do- cattura stimata (a P ≤ R), dove P è la pressione sotto la base della fondazione.

R è la resistenza del suolo calcolata.

Metodo Essenza

Il metodo di calcolo delle strutture per stati limite è un ulteriore sviluppo del metodo di calcolo per forze distruttive. Quando si calcola con questo metodo, vengono stabiliti chiaramente gli stati limite delle strutture e viene introdotto un sistema di coefficienti di progettazione che garantisce la struttura contro l'insorgenza di questi stati nelle combinazioni di carichi più sfavorevoli e ai valori più bassi delle caratteristiche di resistenza di materiali.

Le fasi di distruzione, ma la sicurezza della struttura sotto carico è valutata non da un fattore di sicurezza sintetizzante, ma da un sistema di coefficienti di progetto. Le strutture progettate e calcolate utilizzando il metodo degli stati limite sono leggermente più economiche.

2. Due gruppi di stati limite

Gli stati limite sono considerati gli stati in cui le strutture cessano di soddisfare i requisiti imposti loro durante il funzionamento, ovvero perdono la capacità di resistere a carichi e influenze esterne o ricevono movimenti inaccettabili o danni locali.

Le strutture in cemento armato devono soddisfare i requisiti del calcolo per due gruppi di stati limite: per capacità portante - il primo gruppo di stati limite; secondo l'idoneità al funzionamento normale - il secondo gruppo di stati limite.

Il calcolo degli stati limite del primo gruppo viene effettuato per evitare:

Frattura fragile, duttile o di altro tipo (calcolo della resistenza, tenendo conto, se necessario, della deflessione della struttura prima della distruzione);

perdita di stabilità della forma della struttura (calcolo per la stabilità di strutture a parete sottile, ecc.) o della sua posizione (calcolo per ribaltamento e scorrimento di muri di sostegno, fondazioni alte caricate eccentricamente; calcolo per la salita di serbatoi interrati o interrati, ecc. .);

cedimento per fatica (analisi della fatica di strutture sotto l'influenza di un carico mobile o pulsante ripetitivo: travi di gru, traversine, fondazioni di telai e soffitti per macchine sbilanciate, ecc.);

distruzione dall'effetto combinato di fattori di forza e influenze ambientali avverse (esposizione periodica o costante a un ambiente aggressivo, azione di congelamento e disgelo alternati, ecc.).

Il calcolo degli stati limite del secondo gruppo viene effettuato per evitare:

la formazione di un'apertura eccessiva o prolungata di fessure (se la formazione o l'apertura prolungata di fessure è consentita nelle condizioni operative);

movimenti eccessivi (flessioni, angoli di rotazione, angoli di inclinazione e ampiezze di vibrazione).

Il calcolo degli stati limite della struttura nel suo insieme, nonché dei suoi singoli elementi o parti, viene effettuato per tutte le fasi: fabbricazione, trasporto, installazione e esercizio; allo stesso tempo, gli schemi progettuali devono rispettare le soluzioni progettuali adottate e ciascuna delle fasi elencate.

3. Fattori stimati

I fattori di progetto - carichi e caratteristiche meccaniche del calcestruzzo e delle armature (resistenza alla trazione, carico di snervamento) - hanno variabilità statistica (scatter of values). I carichi e le azioni possono differire dalla data probabilità di superare i valori medi e le caratteristiche meccaniche dei materiali possono differire dalla data probabilità di caduta dei valori medi. I calcoli degli stati limite tengono conto della variabilità statistica dei carichi e delle caratteristiche meccaniche dei materiali, dei fattori non statistici e di varie condizioni fisiche, chimiche e meccaniche sfavorevoli o favorevoli per il funzionamento del calcestruzzo e delle armature, la fabbricazione e il funzionamento di elementi di edifici e strutture . Vengono normalizzati carichi, caratteristiche meccaniche dei materiali e coefficienti di progetto.

I valori dei carichi, della resistenza del calcestruzzo e dell'armatura sono stabiliti secondo i capitoli di SNiP "Carichi ed effetti" e "Strutture in calcestruzzo e cemento armato".

4. Classificazione dei carichi. Carichi normativi e di progettazione

A seconda della durata dell'azione, il carico è diviso in permanente e temporaneo. I carichi temporanei, a loro volta, sono divisi in a lungo termine, a breve termine, speciali.

I carichi derivanti dal peso delle strutture portanti e di chiusura di edifici e strutture, la massa e la pressione dei terreni e l'impatto delle strutture in cemento armato precompresso sono costanti.

I carichi a lungo termine derivano dal peso delle apparecchiature fisse sui pavimenti: macchine utensili, apparecchiature, motori, serbatoi, ecc.; pressione di gas, liquidi, solidi sfusi in contenitori; carichi in magazzini, frigoriferi, archivi, biblioteche e edifici e strutture simili; parte del carico temporaneo stabilito dalle norme negli edifici residenziali, uffici e locali di servizio; effetti tecnologici sulla temperatura a lungo termine da apparecchiature fisse; carichi di un carroponte o di un carroponte, moltiplicati per i coefficienti: 0,5 per le gru per servizio medio e 0,7 per gru per servizio pesante; carichi di neve per le regioni climatiche III-IV con coefficienti di 0,3-0,6. I valori specificati di gru, alcuni carichi temporanei e di neve fanno parte del loro valore totale e vengono inseriti nel calcolo tenendo conto della durata dell'azione di questi tipi di carichi su spostamenti, deformazioni e fessurazioni. I valori completi di questi carichi sono a breve termine.

A breve termine sono i carichi dal peso di persone, parti, materiali nelle aree di manutenzione e riparazione delle apparecchiature - passerelle e altre aree libere da apparecchiature; parte del carico sui pavimenti di edifici residenziali e pubblici; carichi derivanti durante la produzione, il trasporto e l'installazione di elementi strutturali; carichi di carriponte e carriponte utilizzati nella costruzione o nel funzionamento di edifici e strutture; carichi di neve e vento; effetti climatici della temperatura.

I carichi speciali includono: effetti sismici ed esplosivi; carichi causati da un malfunzionamento o guasto delle apparecchiature e una forte violazione del processo tecnologico (ad esempio con un forte aumento o diminuzione della temperatura, ecc.); l'impatto di deformazioni irregolari della base, accompagnate da un cambiamento fondamentale nella struttura del suolo (ad esempio, deformazioni dei terreni di cedimento durante l'ammollo o di permafrost durante lo scongelamento), ecc.

I carichi normativi sono fissati dalle norme secondo una predeterminata probabilità di superamento dei valori medi o secondo i valori nominali. I carichi costanti normativi sono presi in base ai valori di progetto dei parametri geometrici e strutturali e in base ai valori di densità media. I carichi tecnologici e impiantistici temporanei normativi sono fissati ai valori massimi previsti per il normale funzionamento; neve e vento - secondo la media dei valori sfavorevoli annuali o secondo valori sfavorevoli corrispondenti a un certo periodo medio della loro ripetizione.

I carichi di progetto per la progettazione di strutture per la resistenza e la stabilità sono determinati moltiplicando il carico standard per il fattore di sicurezza del carico Vf, solitamente maggiore di uno, ad esempio g=gnyf. Coefficiente di affidabilità dal peso delle strutture in calcestruzzo e cemento armato Yf = M; dal peso di strutture in calcestruzzo su aggregati leggeri (con una densità media di 1800 kg/m3 o meno) e massetti vari, riempimenti, riscaldatori, eseguiti in fabbrica, Yf = l.2, al momento dell'installazione yf = \.3 ; da vari carichi in tempo reale a seconda del loro valore yf = it 2...1.4. Il coefficiente di sovraccarico dal peso delle strutture quando si calcola la stabilità della posizione contro l'ascesa, il ribaltamento e lo scorrimento, nonché in altri casi quando una diminuzione della massa peggiora le condizioni per il funzionamento della struttura, viene preso 7f = 0,9. Quando si calcolano le strutture in fase di costruzione, i carichi a breve termine calcolati vengono moltiplicati per un fattore di 0,8. I carichi di progetto per il calcolo delle strutture per deformazioni e spostamenti (per il secondo gruppo di stati limite) sono presi pari ai valori standard con il coefficiente Yf -1-

combinazione di carichi. Le strutture devono essere progettate per varie combinazioni di carichi o per le forze corrispondenti se il calcolo viene eseguito secondo uno schema anelastico. A seconda della composizione dei carichi presi in considerazione, ci sono: le principali combinazioni, costituite da carichi permanenti, a lungo termine ea breve termine o forze da nx; combinazioni speciali costituite da permanente, a lungo termine, possibile a breve termine e uno dei carichi o sforzi speciali da essi derivati.

Vengono considerati cinque gruppi di combinazioni di base di carichi. Quando si calcolano le strutture per le principali combinazioni del primo gruppo, vengono presi in considerazione i carichi costanti, a lungo termine e uno a breve termine; nel calcolo delle strutture per le principali combinazioni del secondo gruppo si tiene conto dei carichi costanti, a lungo termine e due (o più) a breve termine; mentre i valori di breve termine

i carichi o le forze corrispondenti devono essere moltiplicati per un fattore di combinazione pari a 0,9.

Quando si calcolano strutture per combinazioni speciali, i valori dei carichi a breve termine o le forze corrispondenti devono essere moltiplicati per un fattore di combinazione pari a 0,8, ad eccezione dei casi specificati nelle norme di progettazione per edifici e strutture in regioni sismiche.

Le norme consentono inoltre di ridurre i carichi in tempo reale durante il calcolo di travi e traverse, a seconda dell'area del pavimento caricato.

5. Il grado di responsabilità degli edifici e delle strutture

Il grado di responsabilità dell'edificio e delle strutture quando le strutture raggiungono gli stati limite è determinato dall'ammontare del danno materiale e sociale. Quando si progettano le strutture, si dovrebbe tenere conto del fattore di affidabilità ai fini dell'impresa unitaria, il cui valore dipende dalla classe di responsabilità di edifici o strutture. I valori limite della capacità portante, i valori di progetto delle resistenze, i valori limite di deformazioni, aperture di crepe o i valori di progetto di carichi, forze o altre influenze devono essere moltiplicati per questo coefficiente secondo la proposta.

Studi sperimentali condotti presso fabbriche di prodotti prefabbricati in cemento armato hanno mostrato che per calcestruzzo pesante e calcestruzzo su aggregati porosi, il coefficiente di variazione è Y ~ 0,135, che è accettato nelle norme.

Nella statistica matematica, utilizzando pa o nessuno dei due, viene stimata la probabilità di ripetere valori di resistenza temporanea inferiori a V. Se accettiamo x = 1,64, è probabile la ripetizione di valori<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.

Quando si controlla la classe del calcestruzzo in termini di resistenza alla trazione assiale, la resistenza normativa del calcestruzzo alla trazione assiale Rbtn è considerata uguale alla sua resistenza (classe) garantita. allungamento assiale.

La resistenza di progetto del calcestruzzo per il calcolo del primo gruppo di stati limite è determinata dividendo le resistenze standard per i corrispondenti fattori di sicurezza per il calcestruzzo in compressione ybc = 1,3 prn trazione ^ = 1,5, e nel controllo della resistenza a trazione yy = 1,3 . Resistenza di progetto del calcestruzzo alla compressione assiale

La resistenza a compressione calcolata del calcestruzzo pesante delle classi B50, B55, B60 è moltiplicata per coefficienti che tengono conto della particolarità delle proprietà meccaniche del calcestruzzo ad alta resistenza (riduzione delle deformazioni viscose), rispettivamente pari a 0,95; 0,925 e 0,9.

I valori della resistenza di progetto del calcestruzzo con arrotondamento sono riportati in App. IO.

Nel calcolo degli elementi strutturali, le resistenze calcolate del calcestruzzo Rb e Rbt vengono ridotte e in alcuni casi vengono aumentate moltiplicando per i corrispondenti coefficienti delle condizioni di lavoro del calcestruzzo uj, tenendo conto delle proprietà del calcestruzzo: la durata del carico e la sua ripetizione ripetuta; condizioni, natura e fase di funzionamento della struttura; metodo di fabbricazione, dimensioni della sezione trasversale, ecc.

La resistenza a compressione di progetto dell'armatura Rsc utilizzata nel calcolo delle strutture per il primo gruppo di stati limite, quando l'armatura è legata al calcestruzzo, è considerata uguale alla corrispondente resistenza a trazione di progetto dell'armatura Rs, ma non superiore a 400 MPa (basata su la massima comprimibilità della vasca di cemento). Quando si calcolano le strutture per le quali viene presa in considerazione la resistenza di progetto del calcestruzzo per un carico a lungo termine, tenendo conto del coefficiente delle condizioni di lavoro y&2

Nel calcolo degli elementi strutturali, le resistenze di progetto dell'armatura vengono ridotte o in alcuni casi aumentate moltiplicando per i corrispondenti coefficienti delle condizioni di lavoro ySi, tenendo conto della possibilità di un utilizzo incompleto delle sue caratteristiche di resistenza a causa della distribuzione non uniforme delle sollecitazioni nella sezione trasversale , bassa resistenza del calcestruzzo, condizioni di ancoraggio, presenza di curve , natura del diagramma di trazione dell'acciaio, modifica delle sue proprietà a seconda delle condizioni operative della struttura, ecc.

Quando si calcolano gli elementi per l'azione di una forza trasversale, le resistenze di progetto dell'armatura trasversale vengono ridotte introducendo il coefficiente delle condizioni di lavoro -um ^ OD, che tiene conto della distribuzione non uniforme delle sollecitazioni nell'armatura lungo la lunghezza dell'armatura sezione inclinata. Inoltre, per il rinforzo trasversale saldato realizzato con filo di classe Вр-I e rinforzo con asta di classe A-III, viene introdotto il coefficiente Vs2=0,9, che tiene conto della possibilità di frattura fragile del giunto saldato dei morsetti. Tavolo 1 e 2 app. v.

Inoltre, le resistenze di progetto Rs, Rsc e Rsw devono essere moltiplicate per i coefficienti delle condizioni di esercizio: Ys3, 7 * 4 - con applicazione ripetuta del carico (vedi Capitolo VIII); ysb^lx/lp o uz~1x/lap - nella zona di trasferimento delle sollecitazioni e nella zona di ancoraggio dell'armatura non tesa senza ancoraggi; 7 ^ 6 - durante il funzionamento di "rinforzi ad alta resistenza a sollecitazioni superiori al limite di snervamento condizionale (7o.2.

La resistenza di progetto dell'armatura per il calcolo per il secondo gruppo di stati limite è fissata ad un fattore di affidabilità per l'armatura 7s = 1, cioè sono presi uguali ai valori standard Rs, ser = Rsn e sono presi in considerazione con il coefficiente di condizioni operative del rinforzo

La resistenza alla cricca di una struttura in cemento armato è la sua resistenza alla formazione di cricche nella fase I dello stato tenso-deformativo o la resistenza all'apertura delle fessure nella fase II dello stato tenso-deformativo.

Nel calcolo vengono imposti requisiti diversi sulla resistenza alla fessurazione di una struttura in cemento armato o di sue parti, a seconda del tipo di armatura utilizzata. Questi requisiti si applicano alle normali crepe e crepe inclinate rispetto all'asse longitudinale dell'elemento e sono divisi in tre categorie:

L'apertura di fessure sotto l'azione di carichi costanti, a lungo ea breve termine è considerata breve; l'apertura continua della fessura è considerata sotto l'azione solo di carichi costanti ea lungo termine. La larghezza massima dell'apertura della fessura (accr - corta e accr2 lunga), che garantisce il normale funzionamento degli edifici, la resistenza alla corrosione del rinforzo e la durabilità della struttura, a seconda della categoria dei requisiti di resistenza alla fessurazione, non deve superare 0,05- 0,4 mm (Tabella II .2).

Gli elementi precompressi sotto pressione di liquidi o gas (serbatoi, tubi in pressione, ecc.), in una sezione completamente tesa con armatura a barra o filo, nonché in una sezione parzialmente compressa con armatura in filo di diametro uguale o inferiore a 3 mm, devono soddisfare i requisiti delle prime categorie. Altri elementi precompressi, a seconda delle condizioni di progetto e del tipo di armatura, devono soddisfare i requisiti della seconda o terza categoria.

La procedura per tenere conto dei carichi nel calcolo della resistenza alla fessurazione dipende dalla categoria dei requisiti per la resistenza alla fessurazione: con i requisiti della prima categoria, il calcolo viene effettuato secondo i carichi di progetto con un fattore di sicurezza per il carico yf> l (come nel calcolo della forza); secondo i requisiti della seconda e terza categoria, il calcolo viene effettuato per l'azione dei carichi con il coefficiente V / \u003d b Il calcolo per la formazione di fessure per determinare la necessità di controllare l'apertura a breve termine di fessure per il requisiti della seconda categoria, il calcolo per la formazione di cricche viene eseguito per l'azione dei carichi di progetto con il coefficiente yf>U le verifiche per l'apertura delle fessure secondo i requisiti della terza categoria vengono eseguite sotto l'azione di carichi con un coefficiente Y / -1. Nel calcolo della resistenza alla rottura viene presa in considerazione l'azione congiunta di tutti i carichi, ad eccezione di quelli speciali. I carichi speciali vengono presi in considerazione nel calcolo della formazione di crepe nei casi in cui le crepe portano a una situazione catastrofica. Il calcolo per la chiusura delle fessure secondo i requisiti della seconda categoria viene effettuato per l'azione di carichi costanti ea lungo termine con un coefficiente y / -1 La procedura per la contabilizzazione dei carichi è riportata nella tabella. PZ Alle sezioni terminali degli elementi precompressi all'interno della lunghezza della zona di trasferimento delle sollecitazioni dall'armatura al calcestruzzo 1P, non è consentita la fessurazione sotto l'azione combinata di tutti i carichi (tranne quelli speciali) inseriti nel calcolo con il coefficiente Y / = L QUESTO requisito è dovuto al fatto che la fessurazione prematura nel calcestruzzo alle sezioni terminali degli elementi - può portare all'estrazione dell'armatura dal calcestruzzo sotto carico e alla distruzione improvvisa.

aumento della deflessione. L'effetto di queste crepe viene preso in considerazione nei calcoli strutturali. Per gli elementi operanti in condizioni di azione S& di carichi ripetuti e calcolati per la durata, non è consentita la formazione di tali cricche.

Stati limite del primo gruppo. I calcoli della forza procedono dalla fase III dello stato sforzo-deformazione. La sezione della struttura ha la resistenza necessaria se le forze dei carichi di progetto non superano le forze percepite dalla sezione alle resistenze di progetto dei materiali, tenendo conto del coefficiente delle condizioni di lavoro. La forza dei carichi di progetto T (ad esempio, momento flettente o forza longitudinale) è una funzione dei carichi standard, dei fattori di sicurezza e di altri fattori C (modello di progetto, fattore dinamico, ecc.).

Stati limite del secondo gruppo. Il calcolo per la formazione di cricche, normali ed inclinate rispetto all'asse longitudinale dell'elemento, viene effettuato per verificare la resistenza alla cricca degli elementi ai quali sono imposti i requisiti della prima categoria, nonché per determinare se si manifestano cricche in elementi la cui la resistenza alla fessurazione è imposta dai requisiti della seconda e della terza categoria. Si ritiene che le cricche normali all'asse longitudinale non compaiano se la forza T (momento flettente o forza longitudinale) dall'azione dei carichi non supera la forza TSgf, che può essere percepita dalla sezione dell'elemento

Si ritiene che le cricche inclinate rispetto all'asse longitudinale dell'elemento non si manifestino se le principali sollecitazioni di trazione nel calcestruzzo non superano i valori di progetto,

Il calcolo dell'apertura della fessura, normale e inclinata rispetto all'asse longitudinale, consiste nel determinare la larghezza dell'apertura della fessura a livello dell'armatura in trazione e confrontarla con la larghezza massima dell'apertura. I dati sulla larghezza massima dell'apertura della fessura sono riportati nella tabella. II.3.

Il calcolo dello spostamento consiste nel determinare la deflessione dell'elemento dai carichi, tenendo conto della durata della loro azione e confrontandola con la deflessione finale.

Le flessioni limite sono stabilite da diverse esigenze: tecnologiche, dovute al normale funzionamento di gru, impianti tecnologici, macchine, ecc.; costruttivo, a causa dell'influenza di elementi vicini che limitano le deformazioni, la necessità di resistere a pendenze specificate, ecc.; estetico.

Le flessioni limite degli elementi precompressi possono essere aumentate dell'altezza della curva, se questa non è limitata da esigenze tecnologiche o progettuali.

La procedura per tenere conto dei carichi nel calcolo delle flessioni è la seguente: quando limitata da requisiti tecnologici o di progettazione - per l'azione di carichi permanenti, a lungo ea breve termine; quando limitato da esigenze estetiche - all'azione di carichi costanti ea lungo termine. In questo caso, il fattore di sicurezza del carico è preso come Yf

Le deformazioni limite stabilite dalle norme per i vari elementi in cemento armato sono riportate nella Tabella II.4. Le deviazioni limitanti delle console, relative allo sbraccio della console, sono considerate due volte più grandi.

Inoltre, è necessario eseguire un ulteriore calcolo dell'oscillazione per solai in cemento armato, rampe di scale, pianerottoli, ecc. non collegati con elementi vicini: deviazione aggiuntiva da un carico concentrato a breve termine di 1000 N con lo schema più sfavorevole della sua applicazione non deve superare 0,7 mm.

Il calcolo della struttura volta a prevenire gli stati limite del primo gruppo è espresso dalla disuguaglianza:

N ≤ Ф, (2.1)

dove N- forza nell'elemento in esame (forza longitudinale, momento flettente, forza trasversale) dall'azione di limitare i valori di progetto dei carichi; Fè la capacità portante dell'elemento.

Per verificare gli stati limite del primo gruppo vengono utilizzati i valori limite di progetto dei carichi F m, determinati dalla formula:

F m = F 0 g fm ,

dove F0- valore caratteristico del carico, gfm,- fattore di affidabilità del valore limite del carico, tenendo conto dell'eventuale deviazione del carico in direzione sfavorevole. Valori caratteristici dei carichi F0 e valori dei coefficienti gfm determinato secondo DBN. Le sezioni 1.6 - 1.8 di questo sviluppo metodologico sono dedicate a questi problemi.

Quando si calcolano i carichi, di norma, viene preso in considerazione il fattore di affidabilità ai fini della struttura gn, i cui valori, a seconda della classe di responsabilità della struttura e del tipo di situazione progettuale, sono riportati in Tabella. 2.3. Quindi l'espressione per determinare i valori limite dei carichi assumerà la forma:

F m = F 0 g fm ∙ g n

Il lato destro della disuguaglianza (1.1) può essere rappresentato come:

Ф \u003d S R y g c,(2.2)

dove Ry- la resistenza di progetto dell'acciaio, determinata dal carico di snervamento; S- caratteristica geometrica della sezione (in trazione o compressione Sè l'area della sezione trasversale MA, in flessione - il momento di resistenza w); gc- coefficiente delle condizioni di lavoro della struttura, i cui valori, a seconda del materiale della struttura, sono stabiliti dalle norme pertinenti. Per le strutture in acciaio, valori gc sono riportati in tabella. 2.4.

Sostituendo il valore (2.2) nella formula (2.1), otteniamo la condizione

N ≤ S R y g c

Per elementi allungati con S=A

N ≤ A R y g c

Dividendo i lati sinistro e destro della disuguaglianza per l'area MA, otteniamo la condizione di resistenza di un elemento teso o compresso:

Per piegare elementi con S=O poi

M ≤ W R y g c

Dall'ultima espressione segue la formula per il controllo della resistenza dell'elemento flettente

La formula per verificare la stabilità di un elemento compresso è:

dove φ – coefficiente di instabilità in funzione della flessibilità della barra

Tabella 2.4 - Coefficiente delle condizioni di lavoro g con

Elementi strutturali	g con

1. Travi solide ed elementi compressi di capriate a pavimento sotto le sale di teatri, club, cinema, sotto i locali di negozi, archivi, ecc. con un carico temporaneo che non ecceda il peso del soffitto 2. Colonne di edifici pubblici e sostegni di torri d'acqua. 3. Colonne di edifici industriali a un piano con carriponte 4. Elementi principali compressi (tranne quelli di supporto) tralicci di sezione a T composita dagli angoli delle capriate saldate di rivestimenti e soffitti nei calcoli per la stabilità di questi con flessibilità l ≥ 60 5. Soffi, aste, controventi, sospensioni nei calcoli della resistenza nelle sezioni non indebolite 6. Elementi strutturali in acciaio con un carico di snervamento fino a 440 N / mm 2, sopportando un carico statico, nei calcoli della resistenza in una sezione indebolita dal bullone fori (ad eccezione dei giunti di attrito) 8. Elementi compressi da angoli singoli fissati da un ripiano (per angoli disuguali - un ripiano più piccolo) ad eccezione degli elementi a traliccio di strutture spaziali e capriate piatte da angoli singoli 9 Piastre di base in acciaio con un carico di snervamento fino a 390 N / mm 2, sopportando un carico statico, spessore, mm: a) fino a 40 compreso b) da 40 a 60 compreso c) da 60 a 80 compreso	0,90 0,95 1,05 0,80 0,90 1,10 0,75 1,20 1,15 1,10
Note: 1. Coefficienti g con< 1 при расчете одновременно учитывать не следует. 2. При расчетах на прочность в сечении, ослабленном отверстиями для болтов, коэффициенты ginsieme a pos. 6 e 1, 6 e 2, 6 e 5 dovrebbero essere considerati simultaneamente. 3. Nel calcolare le piastre di base, i coefficienti riportati in pos. 9 e 2, 9 e 3 dovrebbero essere presi in considerazione simultaneamente. 4. Nel calcolo delle connessioni, i coefficienti g con per gli elementi dati in pos. 1 e 2 dovrebbero essere presi in considerazione insieme al fattore g in. 5. Nei casi non specificati in questa tabella, nel calcolo devono essere adottate formule g con =1

Quando si calcolano le strutture che operano in condizioni di carico ripetute (ad esempio, quando si calcolano le travi della gru), viene utilizzato un carico di progetto ciclico per determinare le forze, il cui valore è determinato dalla formula.

Il calcolo degli stati limite del primo gruppo viene effettuato per evitare:

Frattura fragile, duttile o di altro tipo (calcolo della resistenza, tenendo conto, se necessario, della deflessione della struttura prima della distruzione);

Perdita di stabilità della forma della struttura (calcolo per la stabilità di strutture a parete sottile, ecc.) o della sua posizione (calcolo per ribaltamento e scorrimento di muri di sostegno, fondazioni alte caricate eccentricamente; calcolo per la salita di serbatoi interrati o interrati, ecc. .);

Guasto per fatica (calcolo della fatica di strutture sotto l'influenza di un carico mobile o pulsante ripetitivo: travi di gru, traversine, fondazioni di telai e soffitti per macchine sbilanciate, ecc.);

Distruzione dall'effetto combinato di fattori di forza e influenze ambientali avverse (esposizione periodica o costante a un ambiente aggressivo, azione di congelamento e disgelo alternati, ecc.).

Il calcolo degli stati limite del secondo gruppo viene effettuato per evitare:

Formazione di fenditure eccessiva o prolungata (se, a seconda delle condizioni operative, è consentita la formazione o prolungate fessure);

Movimenti eccessivi (flessioni, angoli di rotazione, angoli di inclinazione e ampiezze di vibrazione).

Fattori stimati

I valori dei carichi, della resistenza del calcestruzzo e dell'armatura sono stabiliti secondo i capitoli di SNiP "Carichi ed effetti" e "Strutture in calcestruzzo e cemento armato".

Classificazione dei carichi. Carichi normativi e di progettazione

A seconda della durata dell'azione, il carico è diviso in permanente e temporaneo. I carichi temporanei, a loro volta, sono divisi in a lungo termine, a breve termine, speciali.

I carichi a lungo termine derivano dal peso delle apparecchiature fisse sui pavimenti: apparati, motori, serbatoi, ecc.; pressione di gas, liquidi, solidi sfusi in contenitori; carichi in magazzini, frigoriferi, archivi, biblioteche e edifici e strutture simili; parte del carico temporaneo stabilito dalle norme negli edifici residenziali, uffici e locali di servizio; effetti tecnologici sulla temperatura a lungo termine da apparecchiature fisse; carichi di un carroponte o di un carroponte, moltiplicati per i coefficienti: 0,5 per le gru per servizio medio e 0,7 per gru per servizio pesante; carichi di neve per le regioni climatiche III-IV con coefficienti di 0,3-0,6. I valori specificati di gru, alcuni carichi temporanei e di neve fanno parte del loro valore totale e vengono inseriti nel calcolo tenendo conto della durata dell'azione di questi tipi di carichi su spostamenti, deformazioni e fessurazioni. I valori completi di questi carichi sono a breve termine.

Valori medi di densità. Normativa temporanea; i carichi tecnologici e di installazione sono impostati secondo i valori massimi previsti per il normale funzionamento; neve e vento - secondo la media dei valori sfavorevoli annuali o secondo valori sfavorevoli corrispondenti a un certo periodo medio della loro ripetizione.

I carichi di progetto per il calcolo della resistenza e della stabilità delle strutture sono determinati moltiplicando il carico standard per il fattore di sicurezza del carico Yf, solitamente maggiore di uno, ad esempio G= Gnyt. Coefficiente di affidabilità dal peso delle strutture in calcestruzzo e cemento armato Yf = M; sul peso di strutture in calcestruzzo su aggregati leggeri (con densità media di 1800 kg/m3 o meno) e massetti vari, riempimenti, riscaldatori, eseguiti in fabbrica, Yf = l,2, in posa Yf = l>3 ; da vari carichi in tempo reale a seconda del loro valore Yf = l. 2...1.4. Il coefficiente di sovraccarico dal peso delle strutture quando si calcola la stabilità della posizione contro la salita, il ribaltamento e lo scorrimento, nonché in altri casi in cui una diminuzione della massa peggiora le condizioni di lavoro della struttura, viene preso yf = 0,9. Quando si calcolano le strutture in fase di costruzione, i carichi a breve termine calcolati vengono moltiplicati per un fattore di 0,8. I carichi di progetto per il calcolo delle strutture per deformazioni e spostamenti (per il secondo gruppo di stati limite) sono presi pari ai valori standard con il coefficiente Yf = l-

Vengono presi in considerazione due gruppi di combinazioni di carico di base. Quando si calcolano le strutture per le principali combinazioni del primo gruppo, vengono presi in considerazione i carichi costanti, a lungo termine e uno a breve termine; nel calcolo delle strutture per le principali combinazioni del secondo gruppo si tiene conto dei carichi costanti, a lungo termine e due (o più) a breve termine; in questo caso i valori dei carichi di breve durata o dei corrispondenti sforzi vanno moltiplicati per un fattore di combinazione pari a 0,9.

Riduzione del carico. Quando si calcolano colonne, pareti, fondazioni di edifici a più piani, è possibile ridurre i carichi temporanei sui pavimenti, tenendo conto del grado di probabilità della loro azione simultanea, moltiplicando per un coefficiente

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

Dove a - è assunto pari a 0,3 per edifici residenziali, uffici, dormitori, ecc. e pari a 0,5 per sale varie: sale lettura, riunioni, commercio, ecc.; m è il numero di piani caricati nella sezione considerata.

Le norme consentono inoltre di ridurre i carichi in tempo reale durante il calcolo di travi e traverse, a seconda dell'area del pavimento caricato.

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