För beräkningar för den 1:a gruppen av gränstillstånd, vilka hållfasthetsegenskaper hos material används. Beräkningsmetod för gränstillstånd

Ämne 3. Beräkning av metallstrukturer enligt metoden för begränsning

stater

Begreppet gränstillstånd för strukturer; avvecklingssituationer. Beräkning av strukturer för den första gruppen av gränstillstånd. Beräkning av strukturer för den andra gruppen av stater. Normativa och designmässiga motstånd

Alla byggnadskonstruktioner, inklusive metallkonstruktioner, beräknas för närvarande med gränstillståndsmetoden. Metoden bygger på begreppet gränstillstånd för strukturer. Gränstillstånden är de tillstånd där konstruktionerna upphör att uppfylla de krav som ställs på dem under drift eller under konstruktion, specificerade i enlighet med konstruktionernas syfte och ansvar.

I metallkonstruktioner särskiljs två grupper av gränstillstånd:

Gränstillstånd för den första gruppen kännetecknas av förlust av bärighet och fullständig olämplighet hos strukturer för drift. Gränstillstånden för den första gruppen inkluderar:

Förstörelse av alla slag (viskös, spröd, trötthet);

Allmän förlust av formstabilitet;

Förlust av positionsstabilitet;

Övergången av strukturen till ett föränderligt system;

Kvalitativ konfigurationsändring;

Utveckling av plastiska deformationer, överdriven skjuvning i leder

Att gå utanför gränserna för den första gruppen av gränstillstånd innebär en fullständig förlust av strukturens funktionsduglighet.

Gränstillstånd för den andra gruppen kännetecknas av olämplighet för normal drift, på grund av uppkomsten av oacceptabla rörelser (avböjningar, rotationsvinklar, vibrationer, etc.), samt oacceptabel spricköppning (för armerade betongkonstruktioner).

I enlighet med nuvarande standarder, vid beräkning av byggnadskonstruktioner, realiseras två designsituationer: nödläge och stationärt tillstånd.

Beräkningen för den första gruppen av gränstillstånd syftar till att förhindra en nödkonstruktionssituation, som inte kan inträffa mer än en gång under konstruktionens hela livslängd.

Beräkningen för den andra gruppen av gränstillstånd karakteriserar den etablerade konstruktionssituationen som motsvarar standarddriftsförhållandena.

Beräkningen av strukturen som syftar till att förhindra gränstillstånden för den första gruppen (nöddesignsituation) uttrycks av ojämlikheten:

N ≤ Ф (3.1)

var N- kraft i det betraktade elementet (längdkraft, böjmoment, tvärkraft)

Fär elementets bärighet

I en nödkonstruktionssituation beror kraften N på den slutgiltiga konstruktionsbelastningen F m , bestämd av formeln:

F m = F 0 ∙ g fm

var F0

gfm- tillförlitlighetsfaktor för lastens gränsvärde, med hänsyn till lastens möjliga avvikelse i ogynnsam riktning. Karakteristiskt lastvärde F0 och koefficient gfm bestäms av värdena för DBN.

Vid beräkning av laster tas som regel hänsyn till tillförlitlighetsfaktorn för konstruktionens syfte gn, beroende på graden av ansvar för strukturen

F m = F 0 ∙ g fm ∙ g n

Koefficientvärde gn anges i tabellen. 3.1

Tabell 3.1 Tillförlitlighetsfaktorer för konstruktionens syfte gn

Objektklass	Grad av ansvar	Objektexempel	gn

jag	Särskilt viktig nationell ekonomisk och (eller) social betydelse	Huvudbyggnader av termiska kraftverk, centrala enheter av masugnar, skorstenar över 200 m höga, TV-torn, inomhusidrottsanläggningar, teatrar, biografer, dagis, sjukhus, museer.
II	Viktig nationell ekonomisk och (eller) social betydelse	Föremål som inte ingår i klasserna I och III	0,95
III	Begränsad nationell ekonomisk och social betydelse	Lager utan sorterings- och förpackningsprocesser för lagring av jordbruksprodukter, gödningsmedel, kemikalier, torv etc., växthus, enplansbostadshus, kommunikations- och belysningsstolpar, staket, tillfälliga byggnader och strukturer etc.	0,9

Den högra sidan av ojämlikhet (3.1) kan representeras som

Ф = SR y g c(3.2)

var Ry- stålets konstruktionsbeständighet, fastställd av sträckgränsen, S- geometriska egenskaper hos sektionen (i spänning eller kompression - tvärsnittsarea MEN, i böjning - motståndets ögonblick W etc.),

g c- koefficient för strukturens arbetsförhållanden, vars värden

SNiP är etablerade och ges i tabell. A 1 bilaga A.

Genom att ersätta värdet (3.2) med formeln (3.1) får vi

N ≤ SR y g c

För sträckta element med S=A

N ≤ AR y g c

Dela vänster och höger sida av ojämlikheten med MEN, vi får det spända elementets hållfasthetstillstånd

För bockningselement med S=V

M ≤ WR y g c

Böjelementets styrka

Formel för att kontrollera stabiliteten hos ett komprimerat element

Vid beräkning av konstruktioner som arbetar under upprepad belastning (till exempel vid beräkning av kranbalkar), används en cyklisk konstruktionsbelastning för att bestämma krafterna, vars värde bestäms av formeln

F c = F 0 g fc g n

var F0- karakteristiskt värde för kranlasten;

gfc- tillförlitlighetskoefficient för det cykliska konstruktionsvärdet för kranlasten

Utformningen av stålkonstruktioner som syftar till att förhindra gränstillstånden för den andra gruppen uttrycks av ojämlikheten

d≤ [d], (3.3)

var d- Deformationer eller rörelser av konstruktioner som uppstår på grund av lasternas driftsmässiga designvärde. för att bestämma kan du använda metoderna för strukturell mekanik (till exempel Mohr-metoden, initiala parametrar);

[d] - begränsa deformationer eller förskjutningar som fastställts av normerna.

Det operativa designvärdet för lasten kännetecknar villkoren för normal drift och bestäms av formeln

F l = F 0 g f e g n

var F0- lastens karakteristiska värde,

g f e- tillförlitlighetsfaktor för den operativa designbelastningen.

För bockningselement (balkar, takstolar) normaliseras den relativa avböjningen f/l, var f- absolut avböjning, l- strålspännvidd.

Formeln för att kontrollera styvheten hos en balk på två stöd är

(3.4)

var är den begränsande relativa avböjningen;

för helljus = 1/400,

för golvbalkar = 1/250,

q e- operativt designvärde för lasten, bestämt av formeln

q e = q 0 g fe g n

Karakteristiskt lastvärde q e och tillförlitlighetsfaktor för den operativa designbelastningen gfe accepteras enligt reglerna.

I den andra gruppen av gränstillstånd ingår även beräkningen av sprickmotstånd i armerade betongkonstruktioner.

För vissa material, till exempel plast, är krypning karakteristisk - instabiliteten hos deformationer över tid. I detta fall bör verifieringen av strukturell styvhet utföras med hänsyn till krypning. I sådana beräkningar används en kvasikonstant designlast, vars värde bestäms av formeln:

F p = F 0 g fp g n

var F0- karakteristiskt värde för den kvasi-konstanta lasten;

gfp- säkerhetsfaktor för kvasi-permanent konstruktionsbelastning.

I metallkonstruktioner finns det två typer av designmotstånd R:

- Ry- Designmotstånd, fastställt av sträckgränsen och används i beräkningar som involverar materialets elastiska beteende;

- R u- Designmotstånd, fastställt av draghållfastheten och används vid beräkningar av strukturer där betydande plastiska deformationer är tillåtna.

Designmotstånd Ry och R u bestäms av formlerna:

Ry = Ryn/gm och Ru = R un /g m

i vilken Ryn och Springa- normativa motstånd, respektive lika med

R yn = s m

R un = s in

Var s m- sträckgräns,

är inne- draghållfasthet (tillfälligt motstånd) hos materialet;

g m- tillförlitlighetskoefficient för materialet, med hänsyn tagen till variationen i materialets egenskaper och den selektiva karaktären hos testprover per definition s m och är inne, såväl som skalfaktorn - mekaniska egenskaper bestäms på små prover med kortvarig enaxlig spänning, medan metallen arbetar under lång tid i stora strukturer.

Värdet av standardmotstånd R yn = s m och R un = s in, såväl som värdena för koefficienten g m ställs in statistiskt. Normativa resistanser har en statistisk säkerhet på minst 0,95, d.v.s. i 95 fall av 100 s m och är inne kommer att vara minst de värden som anges i certifikatet. Säkerhetsfaktor efter material g m fastställt på grundval av analysen av fördelningskurvor av ståltestresultat. Värdena för denna koefficient, beroende på GOST eller TU för stål, anges i tabell. 2 SNiP. Värdena för denna koefficient varierar från 1,025 till 1,15.

Reglerande Ryn och Springa och avveckling Ry och R u motstånd för olika stålkvaliteter, beroende på typen av valsade produkter (plåt eller stil) och dess tjocklek, presenteras i tabell. 51 SNiP. Beräkningarna använder också det beräknade skjuvmotståndet (skjuvmotstånd) Rs =0,58Ry, till bestörtning Rp = Ru och så vidare.

Normativa och designmässiga motstånd för några av de vanligaste stålsorterna anges i tabell. 3.2.

Tabell 3.2. Regler- och konstruktionsbeständighet hos stål enl

GOST 27772-88.

Stål	hyrbord	Regulatoriskt motstånd, MPa, valsad	Designmotstånd, MPa, valsad
ark	formad	ark	formad
Ryn	Springa	Ryn	Springa	Ryn	Springa	Ryn	Springa
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

Sålunda, i gränstillståndsmetoden, representeras alla initiala kvantiteter, slumpmässiga till sin natur, i normerna av vissa standardvärden, och effekten av deras variabilitet på designen beaktas av motsvarande tillförlitlighetsfaktorer. Var och en av de införda koefficienterna tar hänsyn till variabiliteten för endast ett initialt värde (belastning, arbetsförhållanden, materialegenskaper, graden av ansvar för strukturen). Dessa koefficienter kallas ofta för partialkoefficienter, och beräkningsmetoden för gränstillstånd kallas utomlands metoden för partialkoefficienter.

Litteratur:, sid. 50-52; Med. 55-58.

Tester för självkontroll

I. Förlust av stabilitet avser gränstillstånden:

1. Jag grupp;

2. II-grupp;

3. III-grupper.

II. Koefficient γm tar hänsyn:

1. Arbetsförhållandena för strukturen.

3. lastvariation.

III. Designmotstånd Ry bestäms av formeln:

1. Ry = Ryn/ym;

2. Ry = Run / γ n ;

3. Ry = Run / γ c.

IV. Strukturernas olämplighet för drift kännetecknar gränsen

nuvarande tillstånd:

1. Jag grupp;

2. II-grupp;

3. III-grupper.

V. Koefficient γn tar hänsyn:

1. Graden av ansvar för anläggningen;

2. Variabilitet av materialegenskaper;

3. lastvariation.

VI. Designmotstånd Ry Installera:

1. elasticitetsgräns;

2. efter sträckgräns;

3. genom draghållfasthet.

VII. Koefficient fm används för att bestämma konstruktionsbelastningen:

1. gräns;

2. operativ

3. cyklisk.

VIII. Beräkning för stabilitet utförs med hänsyn till designbelastningen:

1. gräns;

2. operativ

3.cyklisk.

IX. Spröd fraktur hänvisar till gränstillstånden:

1. Jag grupp;

2. II-grupp;

3. III-grupper.

X. För enplansbostadshus gäller koefficienten γn acceptera

1. γn = 1;

2. n=0,95;

3. n = 0,9;

XI. För särskilt kritiska byggnader, koefficienten γn acceptera

1.γn = 1;

2.n=0,95;

3.n = 0,9;

XII. Den andra gruppen av gränstillstånd inkluderar beräkningen:

1. för styrka;

2. för hårdhet;

3. för hållbarhet.

3.2 Klassificering av laster. Belastning från vikten av strukturen och jorden. Belastningar på golv och tak på byggnader. Snölast. vindlast. Ladda kombinationer .

Beroende på arten av påverkan delas lasterna in i: mekaniska och icke-mekaniska natur.

Mekaniska belastningar (krafter som appliceras på strukturen, eller forcerade deformationer) beaktas direkt i beräkningarna.

Påverkan icke-mekanisk natur , till exempel, påverkas av en aggressiv miljö, som regel, indirekt i beräkningen.

Beroende på orsakerna till belastningen och påverkan är de indelade i

på huvud och episodisk.

Beroende på variabiliteten i tid för lasten och påverkan av indelning

lyayutsya på permanent och variabler (temporär). Variabler (temporär)

laster är indelade i: långa; kortsiktigt; episodisk.

Grunden för att tilldela laster är deras karakteristiska värden.

Designvärdena för lasterna bestäms genom att multiplicera karakteristiken

värden på lastsäkerhetsfaktorn, beroende på typen av last

nyja. Beroende på belastningens art och syftet med beräkningen används fyra typer av designvärden - begränsande; operativ; cyklisk; kvasi-permanent.

Deras värden bestäms av respektive formler:

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)

var F0är lastens karakteristiska värde;

γ f m , γ f e , γ f c , γ f p- lastsäkerhetsfaktorer;

γ n - tillförlitlighetsfaktor för syftet med strukturen, med hänsyn tagen

graden av hans ansvar (se tabell 3.1).

Vikten av byggnadens bärande och omslutande strukturer;

Vikt och tryck av jordar (vallar, återfyllningar);

Kraft från förspänning i strukturer.

Vikt av tillfälliga skiljeväggar, graver, fotfästen för utrustning;

Vikt av stationär utrustning och dess fyllning med vätskor, fritt flytande

Tryck av gaser, vätskor och lösa kroppar i tankar och rörledningar;

Golvlaster från lagrat material i lager, arkiv etc.;

Temperaturteknisk påverkan från utrustning;

Vikten av vattenskiktet i vattenfyllda beläggningar;

Vikten av industriella dammavlagringar;

Stöter orsakade av deformationer av basen utan att strukturen förändras

jordhål;

Påverkan orsakad av förändringar i luftfuktighet, aggressivitet i miljön,

krympning och krypning av material.

Snölaster;

vindlaster;

Islaster;

Laster från mobil hanteringsutrustning, inklusive mos-

bogserade och traverser;

Temperatur klimateffekter;

Laster från människor, djur, utrustning på våningar i bostäder, offentliga

ny och jordbruksbyggnader;

Vikten av människor, reparationsmaterial i utrustningens serviceområde;

Laster från utrustning som uppstår i start-stopp, övergångs- och

testlägen.

Seismiska effekter;

Explosiv påverkan;

Nödbelastningar orsakade av kränkningar av den tekniska processen,

ömtålig utrustning;

Belastningar på grund av deformationer av basen med en fundamental förändring

markens struktur (vid blötläggning sjunkande jordar) eller dess sättningar

i gruvområden och i karstområden.

Karakteristiska och designvärden för episodiska belastningar bestäms

särskilda föreskrifter.

Den karakteristiska vikten för prefabricerade strukturer bör bestämmas från kataloger, standarder, butiksritningar eller

tillverkarnas passuppgifter. För andra strukturer (monolitiska

armerad betong, murverk, jord) viktvärdet bestäms enligt designen

nya storlekar och densitet av material. För armerad betongdensitet accepterad

ρ \u003d 2500 kg/m 3,för stål ρ \u003d 7850 kg/m 3, för murverkρ \u003d 1800 kg/m 3.

Egenlasten kan ha tre designvärden:

Gräns, bestäms av formeln:

F m = F 0 γ f m γ n ,

Operationell, bestäms av formeln:

F e = F 0 γ f e γ n ,

Kvasipermanent, bestäms av formeln:

F p = F 0 γ f p γ n ,

I formlerna ovan γn - tillförlitlighetskoefficient för det avsedda ändamålet

strukturer (se tabell (3.1). Värdena på tillförlitlighetskoefficienten för gränsen

belastningsvärde γ f m tagna enligt tabell 3.3. Värdet på säkerhetsfaktorn för lastens driftvärde y f e tas lika med 1,

de där y f e = 1 ; likvärdig 1 värdet av koefficienten tas också γ fp = 1, använd

används för att bestämma det kvasi-konstanta konstruktionsvärdet för den applicerade lasten

används i krypberäkningar.

Tabell 3.3 Koefficientvärde γ f m

Värden inom parentes bör användas vid kontroll av strukturens stabilitet mot vältning och i andra fall när minskning av vikten av strukturer och jordar kan försämra strukturens arbetsförhållanden.

Tabell 3.4 visar de karakteristiska värdena för enhetligt fördelade

ny belastning på överlappningar av bostäder och offentliga byggnader.

Fortsättning av tabell 3.4.

Det begränsande driftsvärdet för laster på golv bestäms

enligt formlerna:

q m = q 0 γ fm γ n ,

q e = q 0 · γ fe · γ n .

Säkerhetsfaktorer för maximal last fm = 1,3 på q0 < 2кН/м 2 ; på q0≥ 2kN/m2 fm = 1,2 . Säkerhetsfaktor för driftbelastning γfe = 1.

är en variabel för vilken tre designvärden är inställda: marginell, operativ och kvasi-permanent. För beräkning utan att ta hänsyn till materialets reologiska egenskaper används gränsvärdena och operativa designvärden för snölasten.

Det begränsande designvärdet för snölasten på den horisontella projektionen

täckning bestäms av formeln:

S m = S 0 C γ fm ,(3.9)

var S0- det karakteristiska värdet av snölasten, lika med vikten av snötäcket per 1 m 2 av jordens yta. Värderingar S0 bestäms beroende på snöregionen enligt zonindelningskartan eller enligt bilaga E. Det finns sex snöregioner på Ukrainas territorium; Det maximala värdet på den karakteristiska lasten för var och en av snöregionerna anges i Tabell 3.5. Zaporizhia ligger i den tredje snöregionen.

Tabell 3.5.- Maximala värden för den karakteristiska snölasten

snöområde	jag	II	III	IV	V	VI
S0, Pa

Mer exakta värden för den karakteristiska snölasten för vissa

städer i Ukraina anges i tabell A.3 i bilaga A.

Koefficient Med i formel (3.9) bestäms av formeln:

C \u003d μ Ce Salt,

var: Se- koefficient med hänsyn till takets driftsläge;

Salt

μ - Övergångskoefficient från vikten av snötäcket på jordens yta

till snöbelastningen på beläggningen, beroende på takets form.

För byggnader med enkel- och dubbellutningsbeläggning (Fig. 3.1), värdena

koefficient μ tas lika med:

μ = 1 för α ≤ 25 0

μ = 0 för α > 60 0 ,

var α - takets vinkel. Alternativ 2 och 3 bör övervägas för byggnader med

gavelprofiler (profil b), medan alternativ 2 - 20 0 ≤ α ≤ 30 0 ,

och alternativ 3 - 10 0 ≤ α ≤ 30 0 endast om det finns navigationsbroar eller luftning

nya enheter på beläggningens ås.

Värdet på koefficienten μ för byggnader

med beläggningar av andra konturer kan vara

men hitta i bilaga G.

Koefficient Se i formel (3.9), ta hänsyn till

vilket påverkar driftläget

på ansamling av snö på taket

(rengöring, smältning, etc.), är installerad

designuppdrag. För de galna

linbeläggningar av verkstäder med ökad

värmeavgivning vid taklutningar över 3 % och säkerställa korrekt

avlägsnande av smältvatten bör tas

Se=0,8. I avsaknad av data om läget

Det är tillåtet att utnyttja taket

acceptera Se =1 . Koefficient Salt - tar hänsyn till den geografiska höjden H (km) för byggobjektets placering över havet. Hos H< 0,5км, Salt = 1 , vid H ≥ 0,5 km värdet Salt kan bestämmas med formeln:

Salt = 1,4H + 0,3

Koefficient fm enligt det begränsande konstruktionsvärdet för snölasten i

formel ( 3.9) bestäms beroende på den angivna genomsnittliga upprepningsperioden

öppenhet T enligt tabell 3.6

Tabell 3.6. Koefficient fm enligt designgränsvärdet

snölast

Mellanvärden fm

För massbyggnadsanläggningar tillåts en akut återfallsperiod T T e f (Tabell A.3, Bilaga A).

Det operativa designvärdet för snölasten bestäms av formeln:

S e \u003d S o C γ fe, (3.10)

var Så och C – samma som i formel (3.9);

γfe - tillförlitlighetskoefficient för snöns driftsvärde

belastning, bestäms enligt tabell 3.7 beroende på bråkdelen av tiden

η under vilken villkoren för den andra gränsen kan överträdas.

bentillstånd; mellanvärde γfe linje bör bestämmas

noah interpolation.

Tabell 3.7. Koefficient γfe enligt snölastens driftsvärde

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

Menande η antas enligt normerna för utformning av strukturer eller installation

bestäms av designuppgiften beroende på deras syfte, ansvarig

konsekvenserna av att gå bortom det begränsande tillståndet. För föremål av masskonstruktion

bevis får tas η = 0,02 (2% av tiden av strukturens livslängd

är en variabel för vilken två beräkningar görs -

värden: begränsande och funktionsduglig.

Det begränsande designvärdet för vindlasten bestäms av formeln:

W m = W 0 C γ fm , (3.11)

var FRÅN - Koefficient bestäms av formeln (3.12);

fm - tillförlitlighetskoefficient för vindlastens gränsvärde;

W0 - vindlastens karakteristiska värde, lika med medelvärdet (statisk

cal) komponent av vindtrycket på en höjd av 10 m över ytan

jorden. Värdet på W 0 bestäms beroende på vindregionen enligt

områdeskarta eller enligt bilaga E.

Fem vindområden har identifierats på Ukrainas territorium; maximala egenskaper

belastningsvärden för var och en av vindområdena anges i tabell

ansikte 3.8. Zaporozhye ligger i vindområdet III.

Tabell 3.8. Maximala karakteristiska värden för vindlast

vindområdet	jag	II	III	IV	V
W0,

Mer exakta värden för den karakteristiska vindlasten för vissa städer i Ukraina ges i tabell A.2 app. MEN.

Koefficient FRÅN i formel (3.11) bestäms av formeln:

C = Caer Ch Calt Crel Cdir Cd (3.12)

var Saer – Aerodynamisk koefficient. CH - koefficient med hänsyn till strukturens höjd; Calt – Koefficient för geografisk höjd. Crel - lättnadskoefficient; cdir – riktningskoefficient; CD – Dynamikkoefficient.

Moderna standarder tillhandahåller flera aerodynamiska koefficienter:

Yttre påverkan Se;

Friktion C f;

Intern påverkan C i;

Drag C x ;

Skjuvkraft C y .

Värdena på de aerodynamiska koefficienterna bestäms enligt bilaga I

beroende på formen på strukturen eller strukturelementet. Vid beräkning av ramramar för byggnader används vanligtvis den aerodynamiska koefficienten för yttre påverkan Se . Figur 3.2 visar strukturer av den enklaste formen, scheman för vindtryck på ytan och aerodynamiska koefficienter för extern påverkan på dem.

a - fristående platta solida strukturer; b - byggnader med sadeltak.

Fig.3.2. Vindlastdiagram

För byggnader med sadeltak (Fig. 3.2, b), den aerodynamiska koefficienten

aktivt tryck Ce = + 0,8; koefficientvärden Cel och Ce2 beroende på

byggnadsmått anges i flik. 3.9, koefficient Se3- i tabell 3.10.

Tabell 3.9. Koefficientvärden Ce1 och Ce2

Koefficient	α, deg.	Värderingar Se 1 ,Ce2 på h/l lika med
	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

Tabell 3.10. Koefficientvärden Se3

b/l	Värderingar Se3 på h/l lika med
≤ 0,5		≥ 2
≤ 1	- 0,4	- 0,5	- 0,6
≥ 2	- 0,5	- 0,6	- 0,6

Plustecknet för koefficienterna motsvarar vindtryckets riktning på ytan, minustecknet - från ytan. Mellanvärden för koefficienterna bör bestämmas genom linjär interpolation. Maximalt koefficientvärde för lutning Se3= 0,6.

Strukturhöjd faktor CH tar hänsyn till ökningen av vindlast längs med byggnadens höjd och beror på typen av omgivande område och bestäms enligt tabell 3.11.

Tabell 3.11. Koefficientvärden CH

Z(m)	CH för terrängtyp
	jag	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

Typerna av terräng som omger strukturen bestäms för varje beräkning

vindriktning separat:

I - öppna ytor av hav, sjöar, såväl som slätter utan hinder, med förbehåll för

motståndskraftig mot vindverkan i en sektion med en längd på minst 3 km;

II - landsbygdsområde med staket (staket), små strukturer, hus

mi och träd;

III - förorts- och industrizoner, omfattande skogsområden;

IV - stadsområden där minst 15 % av ytan är upptagen

byggnader med en medelhöjd över 15 m.

Strukturen anses vara belägen på terrängen av denna typ för bestämning

beräknad beräknad vindriktning, om i betraktad riktning sådan

området ligger på avstånd 30Z på full höjd av byggnaden Z< 60м eller

2 km på Z> 60m (Z är byggnadens höjd).

Geografisk höjdfaktor Calt tar hänsyn till höjden H (km) boende

byggobjekt över havet och bestäms av formeln:

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

Calt = 1, vid H ≤ 0,5 km.

Terrängkoefficient Crel tar hänsyn till mikroreliefen av området nära området

ki, på vilken byggobjektet är beläget, och tas lika med ett

utom i de fall då byggarbetsplatsen ligger på en kulle eller på

Riktningskoefficient cdir tar hänsyn till den ojämna vindbelastningen

i vindens riktning och tas som regel lika med ett. CDir ≠ 1 på-

tas med särskild motivering endast för öppen plan terräng

Dynamisk faktor CD tar hänsyn till påverkan av den pulserande komponenten

vindlast och rumslig korrelation av vindtryck på

byggnad. För strukturer som inte kräver beräkning av vinddynamik CD = 1.

Tillförlitlighetskoefficient för det begränsande designvärdet för vindbelastning

ruzki fm bestäms beroende på den angivna genomsnittliga upprepningsperioden

broar T enligt tabell 3.12.

Tabell 3.12. Tillförlitlighetsfaktor för gränsvärde för design av vindlasten fm

Mellanvärden fm bör bestämmas genom linjär interpolation.

För föremål av masskonstruktion tillåts en genomsnittlig återfallstid T lika med strukturens fastställda livslängd Tef

(enligt tabell A.3. Bilaga A).

Det operativa designvärdet för vindlasten bestäms av formeln:

Vi = Wo C γfe , (3.13)

var Wo och C – samma som i formel (3.12);

γfe - tillförlitlighetsfaktor enligt det operativa designvärdet

Begränsningstillståndet är ett sådant tillstånd där konstruktionen (konstruktionen) upphör att uppfylla driftskrav, d.v.s. förlorar förmågan att stå emot yttre påverkan och belastningar, får oacceptabla förskjutningar eller spricköppningsbredder etc.

Beroende på graden av fara fastställer normerna två grupper av gränstillstånd: den första gruppen - genom bärighet;

den andra gruppen - vidare till normal drift.

Gränstillstånden för den första gruppen inkluderar sprödhet, seg, utmattning eller annat fel, såväl som förlust av formstabilitet, förlust av positionsstabilitet, förstörelse från den kombinerade verkan av kraftfaktorer och ogynnsamma miljöförhållanden.

Gränstillstånden för den andra gruppen kännetecknas av bildning och överdriven öppning av sprickor, överdrivna avböjningar, rotationsvinklar och vibrationsamplituder.

Beräkningen för den första gruppen av gränstillstånd är den huvudsakliga och obligatoriska i alla fall.

Beräkningen för den andra gruppen av gränstillstånd utförs för de strukturer som förlorar sin prestanda på grund av förekomsten av ovanstående orsaker.

Uppgiften med gränstillståndsanalys är att tillhandahålla den erforderliga garantin att inget av gränstillstånden kommer att inträffa under driften av en konstruktion eller struktur.

Övergången av en struktur till ett eller annat gränstillstånd beror på många faktorer, av vilka de viktigaste är:

1. externa belastningar och stötar;

2. Mekaniska egenskaper hos betong och armering.

3. arbetsförhållanden för material och konstruktion.

Varje faktor kännetecknas av variabilitet under drift, och variabiliteten för varje faktor separat beror inte på de andra och är en slumpmässig process. Så belastningar och stötar kan skilja sig från den givna sannolikheten att överskrida medelvärdena och de mekaniska egenskaperna hos material - från den givna sannolikheten att minska medelvärdena.

Gränstillståndsberäkningar tar hänsyn till den statistiska variationen av laster och hållfasthetsegenskaper hos material, såväl som olika ogynnsamma eller gynnsamma driftsförhållanden.

2.2.3. Massor

Laster är uppdelade i permanenta och tillfälliga. Tillfälliga, beroende på varaktigheten av åtgärden, delas in i långsiktiga, kortsiktiga och särskilda.

Konstanta belastningar inkluderar vikten av bärande och omslutande konstruktioner, markens vikt och tryck samt förtryckskraften.

Långtidsspänningar inkluderar vikten av stationär utrustning på golv; tryck av gaser, vätskor, fasta ämnen i behållare; laster i lager; långsiktiga temperaturtekniska effekter, en del av nyttolasten för bostäder och offentliga byggnader, från 30 till 60 % av vikten av snö, en del av lasten på traverser, etc.

Kortvariga belastningar eller tillfälliga belastningar av kort varaktighet beaktas: vikten av människor, material i underhålls- och reparationsområden; en del av belastningen på golven i bostadshus och offentliga byggnader; laster som uppstår under tillverkning, transport och installation; laster från travers och traverskranar; snö- och vindbelastningar.

Särskilda belastningar uppstår vid seismiska, explosiva och nödslag.

Det finns två grupper av laster - standard och design.

Regulatoriska belastningar är de belastningar som inte kan överskridas under normal drift.

Regulatoriska belastningar fastställs på grundval av erfarenhet av design, konstruktion och drift av byggnader och strukturer.

De accepteras enligt normerna, med hänsyn till den givna sannolikheten att överskrida medelvärdena. Värdena för permanenta belastningar bestäms av designvärdena för de geometriska parametrarna och medelvärdena för materialens densitet.

Tillfälliga standardbelastningar ställs in enligt de högsta värdena, till exempel vind- och snölaster - enligt genomsnittet av de årliga värdena för den ogynnsamma perioden av deras verkan.

Beräknade belastningar.

Variabiliteten av laster, som ett resultat av vilket det finns en möjlighet att överskrida deras värden, och i vissa fall till och med minska dem, i jämförelse med de normativa, uppskattas genom att införa en tillförlitlighetsfaktor.

Dimensionerande laster bestäms genom att multiplicera standardlasten med säkerhetsfaktorn, d.v.s.

(2.38)

var q

Vid beräkning av strukturer för den första gruppen av gränstillstånd tas som regel mer än en, och endast i det fall när en minskning av belastningen försämrar strukturens arbetsförhållanden, ta < 1 .

Beräkningen av strukturen för den andra gruppen av gränstillstånd utförs för konstruktionsbelastningar med en koefficient =1, givet den lägre risken för att de inträffar.

Kombination av laster

Flera laster verkar samtidigt på strukturen. Samtidigt uppnående av deras maximala värden är osannolikt. Därför görs beräkningen för olika ogynnsamma kombinationer av dem, med införandet av kombinationskoefficienten.

Det finns två typer av kombinationer: grundläggande kombinationer, bestående av permanenta, långvariga och kortsiktiga belastningar; specialkombinationer bestående av permanenta, långsiktiga, eventuella kortsiktiga och en av speciallasterna.

Om huvudkombinationen endast omfattar en korttidslast, antas kombinationskoefficienten vara lika med en, när två eller flera korttidslaster beaktas multipliceras de senare med 0,9.

Vid projektering bör graden av ansvar och kapitalisering av byggnader och strukturer beaktas.

Redovisningen görs genom att införa tillförlitlighetskoefficienten för det avsedda ändamålet , som accepteras beroende på konstruktionsklass. För konstruktioner av 1:a klassen (unika och monumentala föremål)
, för föremål i klass II (bostäder i flera våningar, offentliga, industriella)
. För klass III-byggnader

BLOCKBAS OCH FOUNDATIONER

gränstillståndsberäkning

Principer för beräkning av baser efter gränstillstånd (I och II).

1 gränsläge- tillhandahålla förutsättningar för omöjlighet att förlora bärighet, stabilitet och form.

2 gränsläge- säkerställa lämpligheten för normal drift av byggnader och strukturer samtidigt som deformationer som överstiger normen förhindras (ingen förlust av stabilitet inträffar).

För 1 PS utförs beräkningen alltid, för 2 (för sprickmotstånd) - endast för flexibla fundament (remsa, platta).

För 1 PS utförs beräkningar om:

1) en betydande horisontell belastning överförs till basen.

2) grunden är belägen på en sluttning eller nära den, eller grunden är sammansatt av stort fallande jordplattor.

3) basen är sammansatt av långsamt komprimerande vattenmättade siltig-leriga jordar med ett vattenmättnadsindex S r ≥ 0,8 och en konsolideringsfaktor med y ≤10 7 cm 2 /år - jordskelettets styrka vid neutralt tryck.

4) basen är sammansatt av stenig jord.

Designvillkor för 1 PS:

F u - styrkan hos basens slutliga motstånd,

γ c \u003d 0.8..1.0 - uppsättning driftsförhållanden för jordbasen,

γ n = 1,1..1,2 - tillförlitlighetsfaktor, beror på syftet med byggnaden.

2 PS vardera - genomförs alltid.

S ≤ Sö- beräknad fångst (kl P ≤ R), där P är trycket under fundamentets bas.

R är det beräknade jordmotståndet.

Metod Essens

Metoden för beräkning av strukturer efter gränstillstånd är en vidareutveckling av metoden för beräkning av destruktiva krafter. Vid beräkning med denna metod är gränstillstånden för strukturer tydligt fastställda och ett system med designkoefficienter introduceras som garanterar strukturen mot uppkomsten av dessa tillstånd under de mest ogynnsamma kombinationerna av belastningar och vid de lägsta värdena för hållfasthetsegenskaperna av material.

Destruktionsstadierna, men strukturens säkerhet under belastning utvärderas inte av en syntetiserad säkerhetsfaktor, utan av ett system med designkoefficienter. Konstruktioner konstruerade och beräknade med gränstillståndsmetoden är något mer ekonomiska.

2. Två grupper av gränstillstånd

Gränstillstånden anses vara de tillstånd där konstruktionerna upphör att uppfylla de krav som ställs på dem under drift, det vill säga de förlorar förmågan att motstå yttre belastningar och påverkan eller tar emot oacceptabla rörelser eller lokala skador.

Armerade betongkonstruktioner måste uppfylla kraven i beräkningen för två grupper av gränstillstånd: för bärighet - den första gruppen av gränstillstånd; efter lämplighet för normal drift - den andra gruppen av gränstillstånd.

Beräkningen av gränstillstånden för den första gruppen utförs för att förhindra:

Spröd, duktil eller annan typ av brott (hållfasthetsberäkning, med hänsyn till, om nödvändigt, strukturens avböjning före destruktion);

förlust av stabilitet hos strukturens form (beräkning för stabiliteten hos tunnväggiga strukturer, etc.) eller dess position (beräkning för vältning och glidning av stödmurar, excentriskt belastade höga fundament; beräkning för stigning av nedgrävda eller underjordiska reservoarer, etc. .);

utmattningsfel (utmattningsanalys av strukturer under påverkan av en upprepad rörlig eller pulserande belastning: kranbalkar, slipers, ramfundament och tak för obalanserade maskiner, etc.);

förstörelse från den kombinerade effekten av kraftfaktorer och negativa miljöpåverkan (periodisk eller konstant exponering för en aggressiv miljö, verkan av alternerande frysning och upptining, etc.).

Beräkningen för gränstillstånden för den andra gruppen utförs för att förhindra:

bildandet av överdriven eller långvarig öppning av sprickor (om bildandet eller förlängd öppning av sprickor är tillåten under driftsförhållandena);

överdrivna rörelser (avböjningar, rotationsvinklar, snedvinklar och vibrationsamplituder).

Beräkningen av gränstillstånden för strukturen som helhet, såväl som dess individuella element eller delar, utförs för alla stadier: tillverkning, transport, installation och drift; samtidigt måste designscheman överensstämma med de antagna designlösningarna och var och en av de listade stegen.

3. Beräknade faktorer

Konstruktionsfaktorer - belastningar och mekaniska egenskaper hos betong och armering (draghållfasthet, sträckgräns) - har statistisk variabilitet (spridning av värden). Belastningar och åtgärder kan skilja sig från den givna sannolikheten för att överskrida medelvärden, och de mekaniska egenskaperna hos material kan skilja sig från den givna sannolikheten för fallande medelvärden. Gränstillståndsberäkningar tar hänsyn till den statistiska variabiliteten av laster och mekaniska egenskaper hos material, icke-statistiska faktorer och olika ogynnsamma eller gynnsamma fysikaliska, kemiska och mekaniska förhållanden för drift av betong och armering, tillverkning och drift av element i byggnader och strukturer . Belastningar, mekaniska egenskaper hos material och designkoefficienter är normaliserade.

Värdena för belastningar, betongens motstånd och armering är inställda enligt kapitlen i SNiP "Belastningar och effekter" och "Betong- och armerade betongkonstruktioner".

4. Klassificering av laster. Föreskrifts- och designbelastningar

Beroende på åtgärdens varaktighet är lasten uppdelad i permanent och tillfällig. Tillfälliga belastningar är i sin tur uppdelade i långvarig, kortsiktig, speciell.

Belastningar från vikten av bärande och omslutande konstruktioner av byggnader och konstruktioner, massan och trycket av jordar, och påverkan av förspända armerade betongkonstruktioner är konstanta.

Långtidsbelastningar är från vikten av stationär utrustning på golv - verktygsmaskiner, apparater, motorer, tankar etc.; tryck av gaser, vätskor, fasta ämnen i behållare; laster i lager, kylskåp, arkiv, bibliotek och liknande byggnader och strukturer; del av den tillfälliga belastningen som fastställts av normerna i bostadshus, kontor och rekreationslokaler; långsiktiga temperaturtekniska effekter från stationär utrustning; laster från en traverskran eller en traverskran, multiplicerad med koefficienterna: 0,5 för medelstora kranar och 0,7 för tunga kranar; snölaster för III-IV klimatregioner med koefficienter på 0,3-0,6. De angivna värdena för kran, vissa temporära laster och snölaster är en del av deras totala värde och tas in i beräkningen med hänsyn till varaktigheten av verkan av dessa typer av laster på förskjutningar, deformationer och sprickbildning. De fullständiga värdena för dessa laster är kortsiktiga.

Kortsiktiga är belastningar från vikten av människor, delar, material inom områdena underhåll och reparation av utrustning - gångvägar och andra områden fria från utrustning; en del av belastningen på golven i bostadshus och offentliga byggnader; belastningar som uppstår under tillverkning, transport och installation av strukturella element; laster från traverser och traverser som används vid konstruktion eller drift av byggnader och strukturer; snö- och vindlaster; temperatur klimateffekter.

Speciella belastningar inkluderar: seismiska och explosiva effekter; belastningar orsakade av en funktionsfel eller haveri av utrustning och en skarp kränkning av den tekniska processen (till exempel med en kraftig ökning eller minskning av temperaturen, etc.); påverkan av ojämna deformationer av basen, åtföljd av en grundläggande förändring i jordens struktur (till exempel deformationer av avtagande jordar under blötläggning eller permafrostjordar under upptining), etc.

De normativa lasterna sätts av normerna enligt en förutbestämd sannolikhet att överskrida medelvärdena eller enligt de nominella värdena. Regulatoriska konstanta belastningar tas enligt designvärdena för geometriska och strukturella parametrar och enligt de genomsnittliga densitetsvärdena. Regulatoriska temporära tekniska belastningar och installationsbelastningar är inställda på de högsta värdena som tillhandahålls för normal drift; snö och vind - enligt genomsnittet av årliga ogynnsamma värden eller enligt ogynnsamma värden som motsvarar en viss genomsnittlig period av deras upprepning.

Konstruktionslaster för utformning av konstruktioner för hållfasthet och stabilitet bestäms genom att multiplicera standardlasten med lastsäkerhetsfaktorn Vf, vanligtvis större än en, till exempel g=gnyf. Tillförlitlighetskoefficient från vikten av betong och armerade betongkonstruktioner Yf = M; från vikten av konstruktioner gjorda av betong på lätta aggregat (med en genomsnittlig densitet på 1800 kg / m3 eller mindre) och olika skrid, återfyllningar, värmare, utförda i fabriken, Yf = l.2, vid installation yf = \.3 ; från olika levande belastningar beroende på deras värde yf = it 2...1.4. Överbelastningskoefficienten från vikten av strukturer vid beräkning av positionens stabilitet mot uppstigning, vältning och glidning, såväl som i andra fall när en minskning av massan försämrar villkoren för strukturens drift, tas 7f = 0,9. Vid beräkning av konstruktioner i byggskedet multipliceras de beräknade korttidslasterna med en faktor på 0,8. Designlasterna för beräkning av strukturer för deformationer och förskjutningar (för den andra gruppen av gränstillstånd) tas lika med standardvärdena med koefficienten Yf -1-

kombination av laster. Konstruktioner måste utformas för olika kombinationer av laster eller motsvarande krafter om beräkningen utförs enligt ett oelastiskt schema. Beroende på sammansättningen av lasterna som beaktas finns det: huvudkombinationerna, bestående av permanenta, långvariga och kortsiktiga laster eller krafter från nx; speciella kombinationer bestående av permanenta, långsiktiga, eventuella kortsiktiga och en av de speciella belastningarna eller insatserna från dem.

^ve grupper av grundläggande kombinationer av laster beaktas. Vid beräkning av strukturer för huvudkombinationerna i den första gruppen beaktas konstanta, långvariga och en kortsiktiga belastningar; i beräkningen av strukturer för huvudkombinationerna av den andra gruppen beaktas konstanta, långsiktiga och två (eller fler) kortsiktiga belastningar; medan värdena på kort sikt

laster eller motsvarande krafter ska multipliceras med en kombinationsfaktor lika med 0,9.

Vid beräkning av strukturer för speciella kombinationer bör värdena för korttidslaster eller motsvarande krafter multipliceras med en kombinationsfaktor lika med 0,8, förutom de fall som specificeras i designstandarderna för byggnader och strukturer i seismiska områden.

Normerna gör det också möjligt att minska spänningarna vid beräkning av balkar och tvärbalkar, beroende på arean på det belastade golvet.

5. Graden av ansvar för byggnader och strukturer

Graden av ansvar för byggnaden och konstruktionerna när konstruktionerna når gränstillstånden bestäms av mängden materiella och sociala skador. När man utformar strukturer bör man ta hänsyn till tillförlitlighetsfaktorn för ändamålet med enhetsföretaget, vars värde beror på ansvarsklassen för byggnader eller strukturer. Gränsvärdena för bärigheten, de beräknade värdena för motstånd, gränsvärdena för deformationer, spricköppningar eller de beräknade värdena för laster, krafter eller andra influenser ska multipliceras med denna koefficient enligt Syftet.

Experimentella studier utförda vid fabriker av prefabricerade armerade betongprodukter visade att för tung betong och betong på porösa ballast är variationskoefficienten Y ~ 0,135, vilket är accepterat i normerna.

I matematisk statistik, med användning av pa eller ingetdera, uppskattas sannolikheten för att upprepa värden av temporärt motstånd mindre än V. Om vi accepterar x = 1,64, är upprepning av värden sannolikt<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.

Vid kontroll av betongklassen i termer av axiell draghållfasthet, tas det normativa motståndet för betong mot axiell draghållfasthet Rbtn lika med dess garanterade hållfasthet (klass) på. axiell sträckning.

Betongs konstruktionsmotstånd för beräkning av den första gruppen av gränstillstånd bestäms genom att dividera standardmotstånden med motsvarande säkerhetsfaktorer för betong i kompression ybc = 1,3 prn drag ^ = 1,5, och vid kontroll av draghållfasthet yy = 1,3 . Konstruktionsmotstånd hos betong mot axiell kompression

Den beräknade tryckhållfastheten för tung betong i klasserna B50, B55, B60 multipliceras med koefficienter som tar hänsyn till särdragen hos de mekaniska egenskaperna hos höghållfast betong (minskning av krypdeformationer), respektive lika med 0,95; 0,925 och 0,9.

Värdena för designmotståndet hos betong med avrundning ges i App. jag.

Vid beräkning av konstruktionselement reduceras de beräknade motstånden för betong Rb och Rbt, och i vissa fall ökas de genom att multiplicera med motsvarande koefficienter för betongens arbetsförhållanden uj, med hänsyn till betongens egenskaper: lastens varaktighet och dess upprepade upprepning; förhållanden, karaktär och driftsstadium för strukturen; tillverkningsmetod, tvärsnittsdimensioner etc.

Den konstruktionsmässiga tryckhållfastheten för armeringen Rsc som används vid beräkningen av strukturer för den första gruppen av gränstillstånd, när armering är bunden till betong, tas lika med motsvarande designmässiga draghållfasthet för armeringen Rs, men inte mer än 400 MPa (baserat på den ultimata kompressibiliteten för betongbadkar). Vid beräkning av konstruktioner för vilka betongens designmotstånd tas för en långtidsbelastning, med hänsyn tagen till koefficienten för arbetsförhållanden y&2

Vid beräkning av konstruktionselement minskas eller i vissa fall ökas konstruktionsmotstånden för armering genom att multiplicera med motsvarande koefficienter för arbetsförhållanden ySi, med hänsyn tagen till möjligheten av ofullständig användning av dess hållfasthetsegenskaper på grund av ojämn fördelning av spänningar i tvärsnittet , låg betonghållfasthet, förankringsförhållanden, förekomsten av böjar , karaktären på ståldragdiagrammet, förändringen i dess egenskaper beroende på strukturens driftsförhållanden, etc.

Vid beräkning av elementen för verkan av en tvärkraft reduceras konstruktionsmotstånden för den tvärgående armeringen genom att införa arbetsförhållandenskoefficienten -um ^ OD, som tar hänsyn till den ojämna fördelningen av spänningar i armeringen längs längden av armeringen. lutande avsnitt. Dessutom, för svetsad tvärförstärkning gjord av tråd av klasser Вр-I och stångförstärkning av klass A-III, införs koefficienten Vs2=0,9, vilket tar hänsyn till möjligheten för spröd fraktur av den svetsade fogen av klämmor. Tabell 1 och 2 app. v.

Dessutom bör designmotstånden Rs, Rsc och Rsw multipliceras med koefficienterna för driftförhållanden: Ys3, 7 * 4 - med upprepad applicering av belastningen (se kapitel VIII); ysb^lx/lp eller uz~1x/lap - i zonen för spänningsöverföring och i zonen för förankring av icke-spänd armering utan ankare; 7 ^ 6 - under drift av "höghållfast armering vid spänningar över den villkorade sträckgränsen (7o.2.

Designmotståndet för armering för beräkningen för den andra gruppen av gränstillstånd sätts till en tillförlitlighetsfaktor för armering 7s = 1, d.v.s. tas lika med standardvärdena Rs, ser = Rsn och beaktas med koefficienten för förstärkningsdriftsförhållanden

Sprickmotståndet hos en armerad betongkonstruktion är dess motstånd mot sprickbildning i steg I av spännings-töjningstillståndet eller spricköppningsmotstånd i steg II av spännings-töjningstillståndet.

Olika krav ställs på sprickhållfastheten hos en armerad betongkonstruktion eller dess delar i beräkningen, beroende på vilken typ av armering som används. Dessa krav gäller normala sprickor och sprickor som lutar mot elementets längdaxel och är indelade i tre kategorier:

Öppnandet av sprickor under inverkan av konstanta, långvariga och kortsiktiga belastningar anses vara kort; kontinuerlig spricköppning betraktas under inverkan av endast konstanta och långvariga belastningar. Spricköppningens maximala bredd (accr - kort och accr2 lång), som säkerställer normal drift av byggnader, armeringens korrosionsbeständighet och strukturens hållbarhet, beroende på kategorin av krav på sprickmotstånd, bör inte överstiga 0,05- 0,4 mm (tabell II .2).

Förspända element under vätske- eller gastryck (tankar, tryckrör etc.), i en helt spänd sektion med stång- eller trådarmering, samt i en delvis komprimerad sektion med vajerarmering med en diameter på 3 mm eller mindre, ska uppfylla kraven för de första kategorierna. Andra förspända element, beroende på konstruktionsförhållandena och typen av armering, måste uppfylla kraven för den andra eller tredje kategorin.

Förfarandet för att ta hänsyn till laster i beräkningen av sprickmotstånd beror på kategorin av krav för sprickmotstånd: med kraven för den första kategorin utförs beräkningen enligt designlasterna med en säkerhetsfaktor för lasten yf> l (som i beräkningen för styrka); enligt kraven i den andra och tredje kategorin utförs beräkningen för verkan av laster med koefficienten V / \u003d b Beräkningen för bildandet av sprickor för att bestämma behovet av att kontrollera för kortvarig öppning av sprickor för sprickor krav i den andra kategorin, beräkningen för bildandet av sprickor utförs för verkan av konstruktionsbelastningar med koefficienten yf>U kontroller för spricköppning under kraven i den tredje kategorin utförs under verkan av belastningar med en koefficient Y / -1. Vid beräkningen av sprickmotstånd beaktas den gemensamma verkan av alla laster, utom för speciella. Speciella belastningar beaktas vid beräkningen av sprickbildningen i de fall sprickor leder till en katastrofal situation. Beräkningen för att stänga sprickor under kraven i den andra kategorin utförs för verkan av konstanta och långvariga belastningar med en koefficient y / -1. Proceduren för att redovisa belastningar ges i tabell. P.Z. Vid ändsektionerna av förspända element inom längden av zonen för spänningsöverföring från armering till betong 1P, är sprickbildning inte tillåten under den kombinerade verkan av alla belastningar (utom speciella) som tas in i beräkningen med koefficienten Y / = L DETTA kravet beror på att för tidig sprickbildning i betong vid ändpartierna av elementen - kan leda till att armeringen dras ut ur betongen under belastning och plötslig förstörelse.

ökad avböjning. Effekten av dessa sprickor beaktas i strukturella beräkningar. För element som arbetar under S&-verkan av upprepade belastningar och beräknade för uthållighet är det inte tillåtet att bilda sådana sprickor.

Gränstillstånd för den första gruppen. Hållfasthetsberäkningar utgår från steg III av spännings-töjningstillståndet. Sektionen av strukturen har den nödvändiga styrkan om krafterna från designbelastningarna inte överstiger krafterna som uppfattas av sektionen vid materialens designmotstånd, med hänsyn till arbetsförhållandenskoefficienten. Kraften från dimensionerande laster T (exempelvis böjmoment eller longitudinell kraft) är en funktion av standardlaster, säkerhetsfaktorer och andra faktorer C (konstruktionsmodell, dynamisk faktor, etc.).

Gränstillstånd för den andra gruppen. Beräkningen för bildandet av sprickor, vinkelräta och lutande mot elementets längdaxel, utförs för att kontrollera sprickmotståndet hos element för vilka kraven i den första kategorin ställs, och även för att avgöra om sprickor uppstår i element vars sprickbeständighet åläggs av kraven i den andra och tredje kategorin. Man tror att sprickor vinkelräta mot längdaxeln inte uppstår om kraften T (böjmoment eller längdkraft) från påverkan av laster inte överstiger kraften TSgf, som kan uppfattas av elementets sektion

Det anses att sprickor som lutar mot elementets längdaxel inte uppstår om de huvudsakliga dragspänningarna i betong inte överstiger designvärdena,

Beräkningen för spricköppning, normal och lutande mot längdaxeln, består i att bestämma spricköppningens bredd vid dragarmeringsnivån och jämföra den med den maximala öppningsbredden. Data om maximal spricköppningsbredd ges i tabell. II.3.

Förskjutningsberäkning består i att bestämma elementets avböjning från belastningar, med hänsyn till varaktigheten av deras verkan och jämföra den med den slutliga avböjningen.

Gränsavböjningar sätts av olika krav: tekniska, på grund av normal drift av kranar, tekniska installationer, maskiner, etc.; konstruktiv, på grund av påverkan av angränsande element som begränsar deformationer, behovet av att motstå specificerade sluttningar etc.; estetisk.

Begränsade avböjningar av förspända element kan ökas med höjden på böjen, om detta inte begränsas av tekniska eller designmässiga krav.

Förfarandet för att ta hänsyn till belastningar vid beräkning av avböjningar är som följer: när det begränsas av tekniska eller designkrav - för verkan av permanenta, långvariga och kortsiktiga belastningar; när de begränsas av estetiska krav - till verkan av konstanta och långvariga belastningar. I detta fall tas lastsäkerhetsfaktorn som Yf

Gränsnedböjningar som fastställts av normerna för olika armerade betongelement anges i tabell II.4. De begränsande avböjningarna av konsolerna, relaterade till konsolens räckvidd, är dubbelt så stora.

Dessutom bör en ytterligare svajberäkning utföras för golvplattor av armerad betong, trappor, avsatser etc. som inte är anslutna till intilliggande element: ytterligare avböjning från en kortvarig koncentrerad belastning på 1000 N med det mest ogynnsamma schemat för dess tillämpning bör inte överstiga 0,7 mm.

Beräkningen av strukturen som syftar till att förhindra gränstillstånden för den första gruppen uttrycks av ojämlikheten:

N ≤ Ф, (2.1)

var N- kraft i elementet i fråga (längsgående kraft, böjmoment, tvärkraft) från verkan av begränsande designvärden för laster; Fär elementets bärighet.

För att kontrollera gränstillstånden för den första gruppen används designgränsvärdena för lasterna F m, bestämt av formeln:

F m = F 0 g fm ,

var F0- lastens karakteristiska värde, gfm,- tillförlitlighetsfaktor för lastens gränsvärde, med hänsyn till lastens möjliga avvikelse i ogynnsam riktning. Karakteristiska värden för laster F0 och koefficientvärden gfm bestäms i enlighet med DBN. Avsnitten 1.6 - 1.8 i denna metodutveckling ägnas åt dessa frågor.

Vid beräkning av laster tas som regel hänsyn till tillförlitlighetsfaktorn för konstruktionens syfte gn, vars värden, beroende på strukturens ansvarsklass och typen av designsituation, anges i tabell. 2.3. Då kommer uttrycket för att bestämma gränsvärdena för laster ha formen:

F m = F 0 g fm ∙g n

Den högra sidan av ojämlikhet (1.1) kan representeras som:

Ф \u003d S R y g c,(2.2)

var Ry- konstruktionsmotståndet hos stål, fastställt av sträckgränsen; S- geometriska egenskaper hos sektionen (i spänning eller kompression Sär tvärsnittsarean MEN, i böjning - motståndets ögonblick W); g c- koefficient för strukturens arbetsförhållanden, vars värden, beroende på strukturens material, fastställs av relevanta standarder. För stålkonstruktioner, värden g c anges i tabellen. 2.4.

Genom att ersätta värdet (2.2) med formeln (2.1) får vi villkoret

N ≤ S R y g c

För sträckta element med S=A

N ≤ A R y g c

Dela vänster och höger sida av ojämlikheten med området MEN, vi erhåller styrkan för ett sträckt eller komprimerat element:

För bockningselement med S=V sedan

M ≤ W R y g c

Från det sista uttrycket följer formeln för kontroll av styrkan på böjelementet

Formeln för att kontrollera stabiliteten hos ett komprimerat element är:

var φ – knäckningskoefficient beroende på stångens flexibilitet

Tabell 2.4 - Koefficient för arbetsförhållanden g med

Strukturella element	g med

1. Solida balkar och komprimerade element av golvstolar under salarna på teatrar, klubbar, biografer, under lokalerna i butiker, arkiv etc. med en tillfällig belastning som inte överstiger takets vikt 2. Kolumner av offentliga byggnader och stöd av vattentorn. 3. Kolumner av envånings industribyggnader med traverser 4. Komprimerade huvudelement (förutom stödjande) galler av sammansatt T-sektion från hörnen av svetsade takstolar av beläggningar och tak i beräkningar för stabiliteten av dessa med flexibilitet l ≥ 60 5. Puffar, stavar, stag, upphängningar i beräkningar för hållfasthet i oförsvagade sektioner 6. Konstruktionselement av stål med en sträckgräns på upp till 440 N/mm 2, som bär en statisk belastning, i hållfasthetsberäkningar i en sektion som försvagats av bult hål (förutom friktionsfogar) 8. Sammanpressade element från enstaka hörn fästa av en hylla (för ojämna vinklar - en mindre hylla) med undantag för gitterelement av rumsliga strukturer och plana fackverk från enstaka vinklar 9 Basplattor av stål med en sträckgräns på upp till 390 N/mm 2, som tål en statisk belastning, tjocklek, mm: a) upp till 40 inklusive b) från 40 till och med 60 c) från 60 till och med 80	0,90 0,95 1,05 0,80 0,90 1,10 0,75 1,20 1,15 1,10
Anmärkningar: 1. Koefficienter g med< 1 при расчете одновременно учитывать не следует. 2. При расчетах на прочность в сечении, ослабленном отверстиями для болтов, коэффициенты gMed pos. 6 och 1, 6 och 2, 6 och 5 bör övervägas samtidigt. 3. Vid beräkning av bottenplattorna ska de koefficienter som anges i pos. 9 och 2, 9 och 3 bör beaktas samtidigt. 4. Vid beräkning av samband, koefficienterna g med för elementen angivna i pos. 1 och 2 bör beaktas tillsammans med faktorn g i. 5. I de fall som inte anges i denna tabell ska formler användas i beräkningen g med =1

Vid beräkning av strukturer som arbetar under upprepade belastningsförhållanden (till exempel vid beräkning av kranbalkar), används en cyklisk konstruktionsbelastning för att bestämma krafterna, vars värde bestäms av formeln.

Beräkningen av gränstillstånden för den första gruppen utförs för att förhindra:

Spröd, duktil eller annan typ av brott (hållfasthetsberäkning, med hänsyn till, om nödvändigt, strukturens avböjning före destruktion);

Förlust av stabilitet hos strukturformen (beräkning för stabiliteten hos tunnväggiga strukturer etc.) eller dess position (beräkning för vältning och glidning av stödmurar, excentriskt belastade höga fundament; beräkning för uppstigning av nedgrävda eller underjordiska reservoarer, etc. .);

Utmattningsfel (utmattningsanalys av strukturer under påverkan av en upprepad rörlig eller pulserande belastning: kranbalkar, slipers, ramfundament och tak för obalanserade maskiner etc.);

Förstörelse från den kombinerade effekten av kraftfaktorer och negativa miljöpåverkan (periodisk eller konstant exponering för en aggressiv miljö, verkan av alternerande frysning och upptining, etc.).

Beräkningen för gränstillstånden för den andra gruppen utförs för att förhindra:

Bildning av överdriven eller långvarig spricköppning (om, enligt driftsförhållandena, bildandet eller förlängd spricköppning är tillåten);

Överdrivna rörelser (avböjningar, rotationsvinklar, snedvinklar och vibrationsamplituder).

Beräknade faktorer

Värdena för belastningar, betongens motstånd och armering är inställda enligt kapitlen i SNiP "Belastningar och effekter" och "Betong- och armerade betongkonstruktioner".

Klassificering av laster. Föreskrifts- och designbelastningar

Beroende på åtgärdens varaktighet är lasten uppdelad i permanent och tillfällig. Tillfälliga belastningar är i sin tur uppdelade i långvarig, kortsiktig, speciell.

Långtidsbelastningar är från vikten av stationär utrustning på golv - apparater, motorer, tankar etc.; tryck av gaser, vätskor, fasta ämnen i behållare; laster i lager, kylskåp, arkiv, bibliotek och liknande byggnader och strukturer; del av den tillfälliga belastningen som fastställts av normerna i bostadshus, kontor och rekreationslokaler; långsiktiga temperaturtekniska effekter från stationär utrustning; laster från en traverskran eller en traverskran, multiplicerad med koefficienterna: 0,5 för medelstora kranar och 0,7 för tunga kranar; snölaster för III-IV klimatregioner med koefficienter på 0,3-0,6. De angivna värdena för kran, vissa temporära laster och snölaster är en del av deras totala värde och tas in i beräkningen med hänsyn till varaktigheten av verkan av dessa typer av laster på förskjutningar, deformationer och sprickbildning. De fullständiga värdena för dessa laster är kortsiktiga.

De normativa lasterna sätts av normerna enligt en förutbestämd sannolikhet att överskrida medelvärdena eller enligt de nominella värdena. Regulatoriska konstanta laster tas enligt designvärdena för geometriska och designparametrar och enligt

Genomsnittliga densitetsvärden. Normativ tillfällig; tekniska belastningar och installationsbelastningar ställs in enligt de högsta värdena som tillhandahålls för normal drift; snö och vind - enligt genomsnittet av årliga ogynnsamma värden eller enligt ogynnsamma värden som motsvarar en viss genomsnittlig period av deras upprepning.

Designlasterna för beräkning av strukturer för hållfasthet och stabilitet bestäms genom att multiplicera standardlasten med lastsäkerhetsfaktorn Yf, vanligtvis större än en, t.ex. G= Gnyt. Tillförlitlighetskoefficient från vikten av betong och armerade betongkonstruktioner Yf = M; på vikten av konstruktioner gjorda av betong på lätta ballastmaterial (med en genomsnittlig densitet på 1800 kg / m3 eller mindre) och olika skrid, återfyllningar, värmare, utförda i fabriken, Yf = l,2, vid installation Yf = l>3 ; från olika levande laster beroende på deras värde Yf = l. 2...1.4. Överbelastningskoefficienten från vikten av strukturer vid beräkning av positionens stabilitet mot uppstigning, vältning och glidning, såväl som i andra fall när en minskning av massan försämrar strukturens arbetsförhållanden, tas yf = 0,9. Vid beräkning av konstruktioner i byggskedet multipliceras de beräknade korttidslasterna med en faktor på 0,8. Konstruktionsbelastningarna för beräkning av strukturer för deformationer och förskjutningar (för den andra gruppen av gränstillstånd) tas lika med standardvärdena med koefficienten Yf = l-

Två grupper av grundläggande lastkombinationer beaktas. Vid beräkning av strukturer för huvudkombinationerna i den första gruppen beaktas konstanta, långvariga och en kortsiktiga belastningar; i beräkningen av strukturer för huvudkombinationerna av den andra gruppen beaktas konstanta, långsiktiga och två (eller fler) kortsiktiga belastningar; i detta fall bör värdena för korttidsbelastningar eller motsvarande ansträngningar multipliceras med en kombinationsfaktor lika med 0,9.

Belastningsminskning. Vid beräkning av pelare, väggar, fundament i flervåningsbyggnader kan tillfälliga belastningar på golv minskas, med hänsyn till graden av sannolikhet för deras samtidiga verkan, genom att multiplicera med en koefficient

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

Där a - tas lika med 0,3 för bostadshus, kontorsbyggnader, sovsalar etc. och lika med 0,5 för olika salar: läsrum, möten, handel etc.; m är antalet belastade våningar över den aktuella sektionen.

Det är också tillåtet att minska spänningsförande belastningar vid beräkning av balkar och tvärbalkar, beroende på arean på det belastade golvet.

Vi rekommenderar också

Läser in...

Hem > Matte

För beräkningar för den 1:a gruppen av gränstillstånd, vilka hållfasthetsegenskaper hos material används. Beräkningsmetod för gränstillstånd

2.2.3. Massor

Vi rekommenderar också