Izračun konstrukcij za dve skupini mejnih stanj. Bistvo izračuna mejnih stanj. Izračun konstrukcijskih elementov masivnega prereza

Od leta 1955 je ta metoda uvedena v prakso izračuna gradbenih konstrukcij. Omejitveno stanje se imenuje takšno stanje konstrukcije, v katerem je njeno nadaljnje normalno delovanje nemogoče. V skladu z gradbenimi predpisi in predpisi (SNiP) so bila vzpostavljena tri mejna stanja: prvo mejno stanje, določeno z nosilnostjo (trdnost ali stabilnost); drugo mejno stanje, ki se pojavi, ko se pojavijo prevelike deformacije ali vibracije, ki kršijo normalno delovanje;  tretje mejno stanje, ki nastane zaradi nastanka razpok ali drugih lokalnih poškodb. Izračun za prvo mejno stanje je ena od možnosti za izračun mejnih (destruktivnih) obremenitev, vendar se za razliko od slednjega upošteva tudi verjetnost nastopa mejnega stanja. Pri izračunu po mejnih stanjih se namesto enega splošnega varnostnega faktorja uvedejo trije ločeni faktorji. Faktor preobremenitve n1 upošteva netočnosti pri določanju obremenitve. Običajno je obremenitev določena z normami na podlagi rezultatov dolgotrajnih opazovanj. Takšna obremenitev se imenuje normativna Rn. Dejanska obremenitev lahko odstopa od standarda v neugodni smeri. Za upoštevanje takega odstopanja je uveden faktor preobremenitve. Če pomnožimo standardno obremenitev s tem koeficientom, dobimo izračunano obremenitev: P n. Stopnja natančnosti pri določanju različnih obremenitev ni enaka, zato je za vsako vrsto obremenitve uveden lasten faktor preobremenitve. Trajno obremenitev (lastno težo konstrukcije) je mogoče najbolj natančno izračunati, zato se predpostavlja, da je faktor preobremenitve majhen n 1,1. Začasne obremenitve - teže vlaka, gneče, pritiska na strukturo vetra, snega - ni mogoče natančno izračunati. V zvezi s tem so za takšne obremenitve uvedeni povečani faktorji preobremenitve. Na primer, za snežno obremenitev n 1.4. Izračunano obremenitev dobimo tako, da seštejemo vse vrste delujočih obremenitev, pomnožene z ustreznimi faktorji preobremenitve. Koeficient enakomernosti materiala k 1, ki upošteva možno zmanjšanje trdnosti materiala glede na uveljavljene norme in se imenuje normativna odpornost. Projektna odpornost tega materiala se dobi tako, da se normativni upor pomnoži s koeficientom enakomernosti. Bolj kot je material homogen, bližje je koeficient k enoti. Normativna upornost je napetost, ki jo je treba zagotoviti najmanj pri preskušanju vzorcev materiala določenega razreda. Za duktilne materiale se kot normativna odpornost vzame najnižja vrednost meje tečenja, za krhke pa natezna trdnost. Na primer, za jeklo razreda St.3 je normativna vrednost meje tečenja MPa. V resnici so možna nekatera odstopanja v eno ali drugo smer, zato se šteje, da je koeficient enakomernosti k = 0,85 - 0,9, izračunani upor pa se izkaže za enak aPM. Koeficient delovnih pogojev m, ki upošteva vse druge zelo raznolike okoliščine, ki lahko povzročijo zmanjšanje nosilnosti konstrukcije, kot so: posebnosti dela materiala, netočnosti računskih predpostavk, proizvodne netočnosti, vpliv vlažnosti, temperature, neenakomerne porazdelitve napetosti po prerezu in drugih dejavnikov, ki niso vključeni neposredno v izračun. V neugodnih pogojih sprejmejo, v normalnih, pod posebno ugodnimi, v nekaterih primerih sprejmejo m 1. Glavni konstrukcijski pogoj metode mejnega stanja lahko v splošni obliki zapišemo takole: kjer je N konstrukcijska sila, t.j. sila (ali upogibni moment) iz standardnih obremenitev, pomnožena z ustreznimi faktorji preobremenitve; – normativne odpornosti materiala (natezna trdnost, meja tečenja); so koeficienti homogenosti; S - geometrijske značilnosti odseka (površina, uporni moment); eno,. .i – koeficienti delovnih pogojev; f je funkcija, ki ustreza vrsti napora (stiskanje, napetost, torzija, upogibanje itd.). Pri izračunu konstrukcijskih elementov, ki delujejo na napetost ali stiskanje, lahko pogoj metode mejnega stanja zapišemo v naslednji obliki: kjer je N projektna sila; FNT - območje (mreža) nevarnega odseka. Pri izračunu nosilcev se pogoj zapiše takole: Rm, kjer je M projektni upogibni moment; W je modul preseka; m je koeficient delovnih pogojev, ki je za preostale tramove v večini primerov enak eni. V tem primeru sta možna dva primera. Dovoljeni preostali upogibi glede na obratovalne pogoje. V tem primeru je nosilnost žarka določena z upogibnim momentom: , kjer je WPL plastični uporni moment; R je izračunani upor. Če so preostali upogibi nesprejemljivi, se šteje, da je mejno stanje tisto, pri katerem napetosti v najbolj oddaljenih vlaknih dosežejo konstrukcijsko upornost. Nosilnost se določi iz pogoja W, kjer je W modul preseka pri delovanju v elastični stopnji. Pri določanju nosilnosti I-promov in podobnih nosilcev s tankimi stenami in težkimi tetivami je v vseh primerih priporočljiva uporaba prejšnje formule MR W. Izračun statično nedoločenih nosilcev poteka ob predpostavki, da so upogibni momenti enaki na mestih, kjer lahko nastanejo plastični tečaji. Metode izračuna so izbrane glede na pogoje delovanja konstrukcije in zahteve, ki veljajo zanjo. Če je treba glede na obratovalne pogoje omejiti količino strukturnih deformacij, se izvede izračun togosti. Seveda izračun togosti ne nadomešča izračuna za trdnost, vendar obstajajo primeri, ko se dimenzije preseka konstrukcijskih elementov na podlagi togosti izkažejo za večje od tistih, izračunanih za trdnost. V tem primeru je glavni, odločilen za to zasnovo, izračun togosti.

Gradbene konstrukcije morajo najprej imeti zadostno zanesljivost - to je sposobnost opravljanja določenih funkcij pod ustreznimi pogoji za določeno časovno obdobje. Prekinitev opravljanja vsaj ene od funkcij, ki jih zanjo zagotavlja gradbena konstrukcija, se imenuje okvara.

Tako se neuspeh razume kot možnost nastanka takšnega naključnega dogodka, katerega posledica so družbene ali ekonomske izgube. Domneva se, da struktura v trenutku pred okvaro preide v mejno stanje.

Mejna stanja so taka stanja, ob pojavu katerih konstrukcija preneha izpolnjevati zahteve zanjo, torej izgubi sposobnost upora zunanjim obremenitvam ali prejme nesprejemljive premike ali lokalne poškodbe.

Vzroki za nastanek mejnih stanj v gradbenih konstrukcijah so lahko preobremenitve, nizka kakovost materialov, iz katerih so izdelane, in drugo.

Glavna razlika med obravnavano metodo in prejšnjimi metodami izračuna (izračun z dovoljenimi napetostmi) je v tem, da so tukaj mejna stanja konstrukcij jasno določena in namesto enega samega varnostnega faktorja. k v izračun je uveden sistem projektnih koeficientov, ki zagotavljajo konstrukcijo z določeno varnostjo pred nastankom teh stanj v najbolj neugodnih (vendar realno možnih) pogojih. Trenutno je ta metoda izračuna sprejeta kot glavna uradna.

Armiranobetonske konstrukcije lahko izgubijo zahtevano zmogljivost iz enega od dveh razlogov:

1. Zaradi izčrpanosti nosilnosti (uničenje materiala na najbolj obremenjenih odsekih, izguba stabilnosti posameznih elementov ali celotne konstrukcije kot celote);

2. Kot posledica prevelikih deformacij (upogibov, tresljajev, posedanja), pa tudi zaradi nastanka razpok ali njihovega prekomernega odpiranja.

V skladu z zgornjima dvema razlogoma, ki lahko povzročita izgubo zmogljivosti konstrukcij, standardi določajo dve skupini njihovih mejnih stanj:

Po nosilnosti (prva skupina);

Glede na primernost za normalno delovanje (druga skupina).

Naloga izračuna je preprečiti pojav kakršnega koli mejnega stanja v obravnavani konstrukciji v obdobju izdelave, transporta, namestitve in delovanja.

Izračuni mejnih stanj prve skupine morajo med delovanjem konstrukcije in za druge faze dela zagotoviti njeno trdnost, stabilnost oblike, stabilnost položaja, vzdržljivost itd.

Izračuni mejnih stanj druge skupine se izvajajo, da se med delovanjem konstrukcije in v drugih fazah njenega delovanja prepreči prekomerno odpiranje razpok v širino, ki vodi do prezgodnje korozije armature ali njihovega nastanka ter kot prekomerni gibi.

Ocenjeni dejavniki

To so obremenitve in mehanske lastnosti materialov (beton in armatura). Imajo statistično variabilnost ali razpršenost vrednosti. Izračuni mejnega stanja upoštevajo (v implicitni obliki) variabilnost obremenitev in mehanskih lastnosti materialov, pa tudi različne neugodne ali ugodne pogoje delovanja betona in armature, pogoje za izdelavo in delovanje elementov zgradb in konstrukcij.

Obremenitve, mehanske lastnosti materialov in konstrukcijski koeficienti so normalizirani. Pri načrtovanju armiranobetonskih konstrukcij so vrednosti obremenitev, odpornosti betona in armature določene v skladu s poglavji SNiP 2.01.07-85 * in SP 52-101-2003.

Razvrstitev obremenitev. Normativne in izračunane obremenitve

Obremenitve in vplivi na zgradbe in objekte se glede na trajanje njihovega delovanja delijo na trajne in začasne. Slednje pa se delijo na dolgoročne, kratkoročne in posebne.

so teža nosilnih in ogradnih konstrukcij stavb in objektov, teža in pritisk tal, vpliv prednapetih armiranobetonskih konstrukcij.

vključujejo: težo nepremične opreme na tleh - obdelovalni stroji, aparati, motorji, posode itd .; tlak plinov, tekočin, razsutih trdnih snovi v posodah; talne obremenitve od skladiščenega materiala in regalne opreme v skladiščih, hladilnikih, kaščah, knjižnih skladiščih, arhivih in podobnih prostorih; temperaturni tehnološki učinki nepremične opreme; teža vodne plasti na ravnih površinah, napolnjenih z vodo, itd.

Sem spadajo: teža ljudi, materiali za popravilo na področjih vzdrževanja in popravil opreme, snežne obremenitve s polno standardno vrednostjo, obremenitve vetra, obremenitve, ki nastanejo pri izdelavi, prevozu in montaži konstrukcijskih elementov in nekatere druge.

vključujejo: potresne in eksplozivne vplive; obremenitve zaradi ostrih motenj v tehnološkem procesu, začasne okvare ali okvare opreme itd.

Obremenitve v skladu s SNiP 2.01.07-85 * so prav tako razdeljene na normativne in izračunane.

Regulativne obremenitve imenujemo obremenitve ali udarci, ki so med normalnim delovanjem zgradb in objektov po velikosti blizu največji možni. Njihove vrednosti so podane v normativih.

Neugodna spremenljivost obremenitve je ocenjena z varnostnim faktorjem obremenitve γ f.

Projektna vrednost obremenitve g za izračun trdnosti ali stabilnosti konstrukcije se določi z množenjem njene standardne vrednosti g str s koeficientom γ f , običajno večjim od 1

Vrednosti se razlikujejo glede na naravo obremenitev in njihovo velikost. Torej, na primer, ob upoštevanju lastne teže betonskih in armiranobetonskih konstrukcij = 1,1; ob upoštevanju lastne teže različnih estrihov, zasipov, grelnikov, izvedenih v tovarni, = 1,2, na gradbišču pa = 1,3. Za enakomerno porazdeljene obremenitve je treba upoštevati varnostne faktorje obremenitve:

1.3 - s polno standardno vrednostjo manj kot 2 kPa (2 kN / m 2);

1,2 - pri polni standardni vrednosti 2 kPa (2 kN / m 2) in več. Varnostni faktor za obremenitev za lastno težo pri izračunu stabilnosti konstrukcije proti vzponu, prevračanju in drsenju, pa tudi v drugih primerih, ko zmanjšanje mase poslabša delovne pogoje konstrukcije, je enak 0,9.

Izračuni za mejna stanja druge skupine se izvajajo po standardnih obremenitvah ali po izračunanih, vzetih z γ f = 1.

Zgradbe in konstrukcije so izpostavljene hkratnemu delovanju različnih obremenitev. Zato je treba izračun zgradbe ali konstrukcije kot celote ali njenih posameznih elementov izvesti ob upoštevanju najbolj neugodnih kombinacij teh obremenitev ali sil, ki jih povzročajo. Neugodne, a resnično možne kombinacije obremenitev med projektiranjem so izbrane v skladu s priporočili SNiP 2.01.07-85*.

Glede na sestavo obravnavanih obremenitev ločimo kombinacije:

- glavni, vključno s trajnimi, dolgotrajnimi in kratkotrajnimi obremenitvami

T \u003d ΣT post + ψ 1 ΣT dolg + ψ 2 ΣT večkratnik,

kjer je T = M, T, Q;

ψ - kombinirani koeficient (če se upošteva 1 kratkotrajna obremenitev, potem ψ 1 = ψ 2 = 1,0, če kombinacija vključuje 2 ali več kratkotrajnih obremenitev, potem ψ 1 = 0,95, ψ 2 \u003d 0,9);

- poseben, vključno s trajnimi, dolgotrajnimi in kratkotrajnimi obremenitvami, posebno obremenitvijo (ψ 1 = 0,95, ψ 2 = 0,80).

Tema 3. Izračun kovinskih konstrukcij po metodi omejevanja

države

Koncept mejnih stanj konstrukcij; poravnalne situacije. Izračun struktur za prvo skupino mejnih stanj. Izračun struktur za drugo skupino stanj. Normativne in konstrukcijske odpornosti

Vse gradbene konstrukcije, vključno s kovinskimi, se trenutno izračunajo po metodi mejnega stanja. Metoda temelji na konceptu mejnih stanj konstrukcij. Mejna stanja so tista stanja, v katerih konstrukcije prenehajo izpolnjevati zahteve, ki so jim naložene med obratovanjem ali med gradnjo, določene v skladu z namenom in odgovornostjo konstrukcij.

V kovinskih konstrukcijah ločimo dve skupini mejnih stanj:

Mejna stanja prve skupine za katere je značilna izguba nosilnosti in popolna neprimernost konstrukcij za delovanje. Mejna stanja prve skupine vključujejo:

Uničenje katere koli narave (viskozno, krhko, utrujenost);

Splošna izguba stabilnosti oblike;

Izguba stabilnosti položaja;

Prehod strukture v spremenljiv sistem;

Kvalitativna sprememba konfiguracije;

Razvoj plastičnih deformacij, prekomerne striženja v sklepih

Prestop meja prve skupine mejnih stanj pomeni popolno izgubo operativnosti konstrukcije.

Mejna stanja druge skupine zanje je značilna neprimernost za normalno delovanje zaradi pojava nesprejemljivih premikov (upogibov, kotov vrtenja, tresljajev itd.), pa tudi nesprejemljivega odpiranja razpok (za armiranobetonske konstrukcije).

V skladu z veljavnimi standardi se pri izračunu gradbenih konstrukcij uresničujeta dve projektni situaciji: zasilno in ustaljeno stanje.

Izračun za prvo skupino mejnih stanj je namenjen preprečevanju izredne projektne situacije, ki se lahko pojavi največ enkrat v celotni življenjski dobi konstrukcije.

Izračun za drugo skupino mejnih stanj označuje ugotovljeno projektno situacijo, ki ustreza standardnim obratovalnim pogojem.

Izračun konstrukcije za preprečevanje mejnih stanj prve skupine (projektna situacija v sili) je izražen z neenakostjo:

N ≤ F (3.1)

kje N- sila v obravnavanem elementu (vzdolžna sila, upogibni moment, prečna sila)

F je nosilnost elementa

V projektni situaciji v sili je sila N odvisna od končne konstrukcijske obremenitve F m , določene s formulo:

F m = F 0 ∙ g fm

kje F0

gfm- faktor zanesljivosti za mejno vrednost obremenitve ob upoštevanju možnega odstopanja obremenitve v neugodno smer. Značilna vrednost obremenitve F0 in koeficient gfm določeno z vrednostmi DBN.

Pri izračunu obremenitev se praviloma upošteva faktor zanesljivosti za namen konstrukcije gn, odvisno od stopnje odgovornosti strukture

F m = F 0 ∙ g fm ∙ g n

Vrednost koeficienta gn so podane v tabeli. 3.1

Tabela 3.1 Faktorji zanesljivosti za namen konstrukcije gn

Razred predmeta	Stopnja odgovornosti	Primeri objektov	gn
jaz	Posebej pomemben nacionalni gospodarski in (ali) družbeni pomen	Glavni objekti termoelektrarn, centralne enote plavžev, dimniki višji od 200 m, TV stolpi, notranji športni objekti, gledališča, kinodvorane, vrtci, bolnišnice, muzeji.
II	Pomemben nacionalni gospodarski in (ali) družbeni pomen	Predmeti, ki niso vključeni v razrede I in III	0,95
III	Omejen nacionalni gospodarski in družbeni pomen	Skladišča brez sortirnih in pakirnih postopkov za skladiščenje kmetijskih pridelkov, gnojil, kemikalij, šote ipd., rastlinjaki, enonadstropne stanovanjske zgradbe, komunikacijski in razsvetljavni stebri, ograje, začasne zgradbe in objekti itd.	0,9

Desno stran neenakosti (3.1) lahko predstavimo kot

Ф = SR y g c(3.2)

kje Ry- konstrukcijsko upornost jekla, določeno z mejo tečenja, S- geometrijska značilnost preseka (v napetosti ali stiskanju - površina preseka A, pri upogibanju - uporni moment W itd.),

g c- koeficient delovnih pogojev konstrukcije, katerega vrednosti

SNiP so določeni in so navedeni v tabeli. A 1 dodatek A.

Če zamenjamo vrednost (3.2) v formulo (3.1), dobimo

N ≤ SR y g c

Za raztegnjene elemente z S=A

N ≤ AR y g c

Deljenje leve in desne strani neenakosti z A, dobimo trdnostni pogoj napetega elementa

Za upogibne elemente z S=W

M ≤ WR y g c

Stanje trdnosti upogibnega elementa

Formula za preverjanje stabilnosti stisnjenega elementa

Pri izračunu konstrukcij, ki delujejo pri ponavljajoči se obremenitvi (na primer pri izračunu žerjavnih tramov), se za določitev sil uporabi ciklična konstrukcijska obremenitev, katerih vrednost je določena s formulo

F c = F 0 g fc g n

kje F0- značilna vrednost obremenitve žerjava;

gfc- koeficient zanesljivosti za ciklično konstrukcijsko vrednost obremenitve žerjava

Zasnova jeklenih konstrukcij za preprečevanje mejnih stanj druge skupine je izražena z neenakostjo

d≤ [d], (3.3)

kje d- deformacije ali premiki konstrukcij, ki izhajajo iz obratovalne projektne vrednosti obremenitev; za določitev lahko uporabite metode strukturne mehanike (na primer Mohrova metoda, začetni parametri);

[d] - mejne deformacije ali premiki, ki jih določajo normativi.

Obratovalna projektna vrednost obremenitve označuje pogoje normalnega delovanja in je določena s formulo

F l = F 0 g f e g n

kje F0- karakteristično vrednost obremenitve,

g f e- faktor zanesljivosti za obratovalno konstrukcijsko obremenitev.

Pri upogibnih elementih (tramovi, nosilci) je relativni upogib normaliziran f/l, kje f- absolutni odklon, l- razpon žarka.

Formula za preverjanje togosti nosilca na dveh nosilcih je

(3.4)

kjer je mejni relativni upogib;

za dolge žarke = 1/400,

za talne tramove = 1/250,

q e- operativna projektna vrednost obremenitve, določena s formulo

q e = q 0 g fe g n

Značilna vrednost obremenitve q e in faktor zanesljivosti za operativno projektno obremenitev gfe sprejeto v skladu s pravili.

V drugo skupino mejnih stanj spada tudi izračun razpočne odpornosti v armiranobetonskih konstrukcijah.

Za nekatere materiale, na primer plastiko, je značilno lezenje - nestabilnost deformacij skozi čas. V tem primeru je treba preveriti togost konstrukcije ob upoštevanju lezenja. Pri takšnih izračunih se uporablja kvazikonstantna konstrukcijska obremenitev, katere vrednost je določena s formulo:

F p = F 0 g fp g n

kje F0- karakteristična vrednost kvazikonstantne obremenitve;

gfp- varnostni faktor za navidezno trajno konstrukcijsko obremenitev.

V kovinskih konstrukcijah obstajata dve vrsti konstrukcijske odpornosti R:

- Ry- konstrukcijska odpornost, določena z mejo tečenja in uporabljena pri izračunih, ki vključujejo elastično obnašanje materiala;

- R u- konstrukcijska odpornost, določena z natezno trdnostjo in uporabljena pri izračunih konstrukcij, kjer so dovoljene znatne plastične deformacije.

Oblikovna odpornost Ry in R u določajo formule:

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

v katerem Ryn in R un- normativni odpori, oziroma enaki

R yn = s m

R un = s in

Kje s m- mejo tečenja,

je notri- natezna trdnost (začasna odpornost) materiala;

g m- koeficient zanesljivosti za material, ob upoštevanju variabilnosti lastnosti materiala in selektivne narave preskusnih vzorcev po definiciji s m in je notri, kot tudi faktor skale - mehanske lastnosti se določijo na majhnih vzorcih s kratkotrajno enoosno napetostjo, medtem ko kovina deluje dlje časa v velikih konstrukcijah.

Vrednost standardnih uporov R yn = s m in R un = s in, kot tudi vrednosti koeficienta g m nastavljeno statistično. Normativni odpori imajo statistično varnost najmanj 0,95, t.j. v 95 primerih od 100 s m in je notri bodo vsaj vrednosti, navedene v certifikatu. Varnostni faktor glede na material g m ugotovljeno na podlagi analize porazdelitvenih krivulj rezultatov preskusov jekla. Vrednosti tega koeficienta, odvisno od GOST ali TU za jeklo, so podane v tabeli. 2 SNiP. Vrednosti tega koeficienta se gibljejo od 1,025 do 1,15.

Regulativni Ryn in R un in poravnavo Ry in R u odpornosti za različne vrste jekla, odvisno od vrste valjanih izdelkov (pločevina ali slog) in njegove debeline, so predstavljene v tabeli. 51 SNiP. Izračuni uporabljajo tudi izračunano strižno odpornost (strižno) Rs =0,58Ry, na žalost R p = R u in itd.

Normativne in konstrukcijske odpornosti za nekatere najpogosteje uporabljene razrede jekla so podane v tabeli. 3.2.

Tabela 3.2. Regulatorna in projektna odpornost jekla v skladu z

GOST 27772-88.

Jeklo	najem mize	Regulativni upor, MPa, valjani	Konstrukcijska odpornost, MPa, valjana
list	oblikovana	list	oblikovana
Ryn	teci	Ryn	teci	Ryn	teci	Ryn	teci
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

Tako so pri metodi mejnega stanja vse začetne količine, naključne narave, v normah predstavljene z nekaterimi standardnimi vrednostmi, učinek njihove variabilnosti na zasnovo pa upoštevajo ustrezni faktorji zanesljivosti. Vsak od uvedenih koeficientov upošteva variabilnost le ene začetne vrednosti (obremenitev, delovni pogoji, lastnosti materiala, stopnja odgovornosti konstrukcije). Te koeficiente pogosto imenujemo delni koeficienti, metodo izračuna za mejna stanja pa v tujini imenujemo metoda delnih koeficientov.

Literatura:, str. 50-52; Z. 55-58.

Testi za samokontrolo

I. Izguba stabilnosti se nanaša na mejna stanja:

1. I skupina;

2. II skupina;

3. III skupine.

II. koeficient γm upošteva:

1. delovni pogoji konstrukcije;

3. spremenljivost obremenitve.

III. Oblikovna odpornost Ry določeno s formulo:

1. Ry = Ryn / γ m ;

2. Ry = Tek / γ n ;

3. Ry = Run / γ c.

IV. Neprimernost konstrukcij za delovanje je značilna za mejo

trenutno stanje:

1. I skupina;

2. II skupina;

3. III skupine.

V. Koeficient γn upošteva:

1. Stopnja odgovornosti objekta;

2. variabilnost lastnosti materiala;

3. spremenljivost obremenitve.

VI. Oblikovna odpornost Ry namestite:

1. meja elastičnosti;

2. po meji tečenja;

3. z natezno trdnostjo.

VII. koeficient fm uporablja se za določitev konstrukcijske obremenitve:

1. meja;

2. operativni

3. ciklično.

VIII. Izračun stabilnosti se izvede ob upoštevanju konstrukcijske obremenitve:

1. meja;

2. operativni

3.ciklično.

IX. Krhki zlom se nanaša na mejna stanja:

1. I skupina;

2. II skupina;

3. III skupine.

X. Za enonadstropne stanovanjske stavbe je koeficient γn sprejeti

1. γn = 1;

2. γn=0,95;

3. γn = 0,9;

XI. Za posebej kritične zgradbe je koeficient γn sprejeti

1.γn = 1;

2.γn=0,95;

3.γn = 0,9;

XII. Druga skupina mejnih stanj vključuje izračun:

1. za moč;

2. za trdoto;

3. za trajnost.

3.2 Razvrstitev obremenitev. Obremenitev zaradi teže konstrukcije in tal. Obremenitve na tleh in strehah stavb. Snežna obremenitev. obremenitev vetra. Kombinacije obremenitev .

Glede na naravo udarca se obremenitve delijo na: mehanske in nemehanske narave.

Mehanske obremenitve (sile, ki delujejo na konstrukcijo, ali prisilne deformacije) se upoštevajo neposredno pri izračunih.

Vpliv nemehanske narave , na primer, vpliv agresivnega okolja se praviloma pri izračunu upošteva posredno.

Glede na vzroke obremenitve in vpliva jih delimo na

na glavni in epizodno.

Odvisno od časovne variabilnosti obremenitve in vpliva razdelitve

lyayutsya naprej trajno in spremenljivke (začasno). spremenljivke (začasno)

obremenitve delimo na: dolge; kratkoročno; epizodno.

Osnova za dodeljevanje obremenitev so njihove značilne vrednosti.

Projektne vrednosti obremenitev se določijo z množenjem značilnosti

vrednosti varnostnega faktorja obremenitve, odvisno od vrste obremenitve

niya. Glede na naravo obremenitev in namen izračuna se uporabljajo štiri vrste projektnih vrednosti - omejevalne; operativni; ciklično; kvazi-trajna.

Njihove vrednosti so določene s formulami:

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)

kje F0 je karakteristična vrednost obremenitve;

γ f m , γ f e , γ f c , γ f p- faktorji varnosti obremenitve;

γ n - faktor zanesljivosti za namen konstrukcije, ob upoštevanju

stopnjo njegove odgovornosti (glej tabelo 3.1).

Teža nosilnih in ogradnih konstrukcij stavbe;

Teža in pritisk tal (nasipi, nasutja);

Sila zaradi prednapenjanja v konstrukcijah.

Teža začasnih predelnih sten, omak, podstavkov za opremo;

Teža stacionarne opreme in njeno polnjenje s tekočinami, prosto tekoča

Tlak plinov, tekočin in razsutih teles v rezervoarjih in cevovodih;

Talne obremenitve iz skladiščenega materiala v skladiščih, arhivih itd.;

Temperaturni tehnološki vpliv opreme;

Teža vodne plasti v premazih, napolnjenih z vodo;

Teža usedlin industrijskega prahu;

Udarci zaradi deformacij podlage brez spremembe strukture

talne luknje;

Vplivi, ki jih povzročajo spremembe vlažnosti, agresivnost okolja,

krčenje in lezenje materialov.

snežne obremenitve;

obremenitve vetra;

obremenitve ledu;

Tovori iz mobilne opreme za manipulacijo, vključno z mos-

vlečeni in mostni žerjavi;

Temperaturni klimatski učinki;

Obremenitve ljudi, živali, opreme na etažah stanovanjskih, javnih

ny in kmetijske zgradbe;

Teža ljudi, materiali za popravilo v območju servisiranja opreme;

Obremenitve opreme, ki nastanejo pri start-stop, prehodnih in

testni načini.

Seizmični vplivi;

Eksplozivni udarec;

izredne obremenitve zaradi kršitev tehnološkega procesa,

krhka oprema;

Obremenitve zaradi deformacij podlage s temeljno spremembo

struktura tal (pri namakanju posedanja tal) ali njeno posedanje

na rudarskih območjih in na kraških območjih.

Določene so značilne in konstrukcijske vrednosti epizodnih obremenitev

posebne predpise.

Značilno težo montažnih konstrukcij je treba določiti iz katalogov, standardov, trgovskih risb oz.

podatki o potnih listih proizvajalcev. Za druge konstrukcije (monolitne

armirani beton, opeka, tla) vrednost teže se določi glede na projekt

vse velikosti in gostote materialov. Za gostota armiranega betona sprejeto

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

Mrtva obremenitev ima lahko tri konstrukcijske vrednosti:

Meja, določena s formulo:

F m = F 0 γ f m γ n ,

Deluje, določeno s formulo:

F e = F 0 γ f e γ n ,

Kvazi-trajna, določena s formulo:

F p = F 0 γ f p γ n ,

V zgornjih formulah γn - koeficient zanesljivosti za predvideni namen

strukture (glej tabelo (3.1). Vrednosti koeficienta zanesljivosti za mejo

vrednost obremenitve γ f m vzeto v skladu s tabelo 3.3. Vrednost varnostnega faktorja za obratovalno vrednost obremenitve γ f e vzeto enako 1,

tiste γ f e = 1 ; enako 1 vzame se tudi vrednost koeficienta γ fp = 1, uporabi

uporablja za določitev kvazikonstantne konstrukcijske vrednosti uporabljene obremenitve

uporablja pri izračunih lezenja.

Tabela 3.3 Vrednost koeficienta γ f m

Vrednosti v oklepajih je treba uporabiti pri preverjanju stabilnosti konstrukcije pred prevrnitvijo in v drugih primerih, ko lahko zmanjšanje teže konstrukcij in tal poslabša delovne pogoje konstrukcije.

Tabela 3.4 prikazuje karakteristične vrednosti ​​enakomerno porazdeljenih

ny obremenitve na prekritvah stanovanjskih in javnih zgradb.

Nadaljevanje tabele 3.4.

Določena je mejna obratovalna vrednost obremenitev na tleh

po formulah:

q m = q 0 γ fm γ n ,

q e = q 0 · γ fe · γ n .

Varnostni dejavniki za končno obremenitev fm = 1,3 pri q0 < 2кН/м 2 ; pri q0≥ 2kN/m2 fm = 1,2 . Varnostni faktor za obratovalno obremenitev γfe = 1.

je spremenljivka, za katero so določene tri vrednosti oblikovanja: obrobne, operativne in navidezno stalne. Za izračun brez upoštevanja reoloških lastnosti materiala se uporabljajo mejne in operativne konstrukcijske vrednosti snežne obremenitve.

Mejna projektna vrednost snežne obremenitve na horizontalni projekciji

pokritost se določi po formuli:

S m = S 0 C γ fm ,(3.9)

kje S0- značilna vrednost snežne obremenitve, enaka teži snežne odeje na 1 m 2 zemeljske površine. Vrednote S0 se določijo glede na snežno regijo po načrtu con ali v skladu z Dodatkom E. Na ozemlju Ukrajine je šest snežnih regij; Največja vrednost karakteristične obremenitve za vsako od snežnih regij je podana v tabeli 3.5. Zaporožje se nahaja v tretji snežni regiji.

Tabela 3.5.- Največje vrednosti karakteristične snežne obremenitve

snežno območje	jaz	II	III	IV	V	VI
S 0, Pa

Za nekatere natančnejše vrednosti značilne snežne obremenitve

mesta Ukrajine so navedena v tabeli A.3 v Dodatku A.

koeficient Z v formuli (3.9) se določi s formulo:

C \u003d μ Ce sol,

kje: Se- koeficient, ki upošteva način delovanja strehe;

sol

μ - koeficient prehoda iz teže snežne odeje na površje zemlje

na snežno obremenitev premaza, odvisno od oblike strehe.

Za stavbe z enonaklonskimi in dvonaklonskimi premazi (slika 3.1) so vrednosti

koeficient μ so vzeti enaki:

μ = 1 za α ≤ 25 0

μ = 0 za α > 60 0 ,

kje α - naklon strehe. Možnosti 2 in 3 je treba upoštevati za zgradbe z

dvokapni profili (profil b), medtem ko možnost 2 - 20 0 ≤ α ≤ 30 0 ,

in možnost 3 - 10 0 ≤ α ≤ 30 0 samo, če obstajajo navigacijski mostovi ali prezračevanje

ny naprave na grebenu prevleke.

Vrednost koeficienta μ za stavbe

s premazi drugih obrisov lahko

vendar poiščite v dodatku G.

koeficient Se v formuli (3.9) upoštevajte

kar vpliva na način delovanja

na nabiranje snega na strehi

(čiščenje, taljenje itd.), je nameščen

projektantska naloga. Za nore

lanene prevleke delavnic s povečano

oddaja toplote pri naklonu strehe nad 3 % in zagotavljanje pravilnega

potrebno je odstraniti taljeno vodo

Se=0,8. V odsotnosti podatkov o načinu

mi je izkoriščanje strehe dovoljeno

sprejeti Se =1 . koeficient sol - upošteva geografsko višino H (km) lege gradbenega objekta nad morsko gladino. Pri H< 0,5км, sol = 1 , pri H ≥ 0,5 km vrednost sol se lahko določi s formulo:

Sol = 1,4H + 0,3

koeficient fm glede na mejno projektno vrednost snežne obremenitve v

formula ( 3.9) se določi glede na določeno povprečno obdobje ponovitve

odprtost T v skladu s tabelo 3.6

Tabela 3.6. koeficient fm glede na mejno konstrukcijsko vrednost

snežna obremenitev

Vmesne vrednosti fm

Za objekte množične gradnje je dovoljeno obdobje ponovitve v sili T T e f (Tabela A.3, Dodatek A).

Operativno projektirana vrednost snežne obremenitve se določi s formulo:

S e \u003d S o C γ fe, (3.10)

kje Torej in C – enako kot v formuli (3.9);

γfe - koeficient zanesljivosti za obratovalno vrednost snega

obremenitev, določena v skladu s tabelo 3.7, odvisno od deleža časa

η med katerim so lahko kršeni pogoji druge omejitve.

stanje nog; vmesna vrednost γfe treba določiti črto

noah interpolacija.

Tabela 3.7. koeficient γfe glede na obratovalno vrednost snežne obremenitve

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

Pomen η sprejeti v skladu z normativi za projektiranje konstrukcij ali vgradnjo

je določena s projektno nalogo glede na njihov namen, odgovorna

nost in posledice preseganja omejevalnega stanja. Za objekte množične gradnje

je dovoljeno pridobiti dokaze η = 0,02 (2% življenjske dobe konstrukcije

je spremenljivka, za katero sta vzpostavljena dva izračuna -

vrednosti: omejevalne in operativne.

Mejna konstrukcijska vrednost obremenitve vetra je določena s formulo:

W m = W 0 C γ fm , (3.11)

kje Z - koeficient, določen s formulo (3.12);

fm - koeficient zanesljivosti za mejno vrednost obremenitve vetra;

W0 - značilna vrednost obremenitve vetra, enaka povprečju (statična

cal) komponenta tlaka vetra na višini 10 m nad površino

zemljo. Vrednost W 0 se določi glede na območje vetra glede na

zemljevid območja ali v skladu z Dodatkom E.

Na ozemlju Ukrajine je bilo ugotovljenih pet vetrnih regij; maksimalne lastnosti

Vrednosti obremenitve za vsako od vetrnih regij so podane v tabeli

obraz 3.8. Zaporožje se nahaja v regiji III vetra.

Tabela 3.8. Največje karakteristične vrednosti obremenitve vetra

vetrna regija	jaz	II	III	IV	V
W0,

Natančnejše vrednosti značilne obremenitve vetra za nekatera mesta Ukrajine so podane v tabeli A.2 app. A.

koeficient Z v formuli (3.11) se določi s formulo:

C = Caer Ch Calt Crel Cdir Cd (3.12)

kje Saer – aerodinamični koeficient; CH - koeficient, ki upošteva višino konstrukcije; Calt – koeficient geografske višine; Crel - koeficient razbremenitve; cdir – koeficient smeri; CD – koeficient dinamike.

Sodobni standardi predvidevajo več aerodinamičnih koeficientov:

Zunanji vpliv Se;

Trenje C f;

Notranji vpliv C i;

Povlecite C x ;

Strižna sila C y .

Vrednosti aerodinamičnih koeficientov so določene v skladu z Dodatkom I

odvisno od oblike konstrukcije ali konstrukcijskega elementa. Pri izračunu okvirnih okvirjev stavb se običajno uporablja aerodinamični koeficient zunanjega vpliva Se . Slika 3.2 prikazuje strukture najpreprostejše oblike, vzorce pritiska vetra na površje in aerodinamične koeficiente zunanjega vpliva nanje.

a - samostoječe ravne trdne konstrukcije; b - zgradbe z dvokapnimi strehami.

Slika 3.2. Diagrami obremenitve vetra

Za zgradbe z dvokapnimi strehami (slika 3.2, b), aerodinamični koeficient

aktivni pritisk Ce = + 0,8; vrednosti koeficienta Ce1 in Ce2 odvisno od

podane so dimenzije stavbe zavihek. 3.9, koeficient Se3- v tabeli 3.10.

Tabela 3.9. Vrednosti koeficientov Ce1 in Ce2

koeficient	α, stopinj	Vrednote Se 1 ,Ce2 pri h/l enako
	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

Tabela 3.10. Vrednosti koeficientov Se3

b/l	Vrednote Se3 pri h/l enako
≤ 0,5		≥ 2
≤ 1	- 0,4	- 0,5	- 0,6
≥ 2	- 0,5	- 0,6	- 0,6

Znak plus koeficientov ustreza smeri pritiska vetra na površino, znak minus - s površine. Vmesne vrednosti koeficientov je treba določiti z linearno interpolacijo. Največja vrednost koeficienta za naklon Se3= 0,6.

Faktor višine konstrukcije CH upošteva povečanje obremenitve vetra po višini objekta in je odvisen od vrste okolice in je določen po tabeli 3.11.

Tabela 3.11. Vrednosti koeficientov CH

Z(m)	CH za tip terena
	jaz	II	III	IV
≤ 5	0,9	0,7	0,40	0,20
	1,20	0,90	0,60	0,40
	1,35	1,15	0,85	0,65
	1,60	1,45	1,15	1,00
	1,75	1,65	1,35	1,10
	1,90	1,75	1,50	1,20
	1,95	1,85	1,60	1,25
	2,15	2,10	1,85	1,35
	2,3	2,20	2,05	1,45

Za vsak izračun se določijo vrste terena, ki obdaja konstrukcijo

smer vetra ločeno:

I - odprte površine morij, jezer, pa tudi ravnin brez ovir, podvržene

odporen na delovanje vetra na odseku z dolžino najmanj 3 km;

II - podeželsko območje z ograjami (ograjami), majhnimi objekti, hišami

mi in drevesa;

III - primestne in industrijske cone, obsežna gozdna območja;

IV - urbana območja, v katerih je zasedeno najmanj 15 % površine

stavbe s povprečno višino več kot 15 m.

Za določitev se šteje, da se objekt nahaja na terenu te vrste

izračunana izračunana smer vetra, če je v obravnavani smeri taka

območje je oddaljeno 30Z v polni višini stavbe Z< 60м oz

2 km pri Z> 60m (Z je višina stavbe).

Geografski faktor višine Calt upošteva višino H (km) nastanitev

gradbeni objekt nad morsko gladino in se določi po formuli:

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

Calt = 1, pri H ≤ 0,5 km.

Koeficient terena Crel upošteva mikrorelief območja v bližini območja

ki, na katerem se nahaja gradbeni objekt, in se vzame enako ena

razen v primerih, ko se gradbišče nahaja na hribu ali na

Koeficient smeri cdir upošteva neenakomerno obremenitev vetra

v smeri vetra in se praviloma vzame enako ena. CDir ≠ 1 ob-

vzeto s posebno utemeljitvijo samo za odprto raven teren

Dinamični faktor CD upošteva vpliv pulzirajoče komponente

obremenitev vetra in prostorska korelacija pritiska vetra na

stavbe. Za konstrukcije, ki ne zahtevajo izračuna dinamike vetra CD = 1.

Koeficient zanesljivosti za mejno konstrukcijsko vrednost vetrne obremenitve

ruzki fm se določi glede na določeno povprečno obdobje ponovitve

mostovi T v skladu s tabelo 3.12.

Tabela 3.12. Faktor zanesljivosti za mejno konstrukcijsko vrednost vetrne obremenitve fm

Vmesne vrednosti fm je treba določiti z linearno interpolacijo.

Za objekte množične gradnje je dovoljeno povprečno obdobje ponovitve T vzeto enako uveljavljeni življenjski dobi konstrukcije Tef

(v skladu s tabelo A.3. Dodatek A).

Delovna konstrukcijska vrednost vetrne obremenitve se določi s formulo:

We = Wo C γfe , (3.13)

kje Wo in C – enako kot v formuli (3.12);

γfe - faktor zanesljivosti glede na obratovalno projektno vrednost

Od leta 1955 se pri nas izračun armiranobetonskih konstrukcij izvaja po metodi mejnih stanj.

· Meja se razume takšno stanje konstrukcije, po doseganju katerega nadaljnje delovanje postane nemogoče zaradi izgube sposobnosti upora zunanjim obremenitvam ali prejema nesprejemljivih premikov ali lokalnih poškodb. V skladu s tem sta določeni dve skupini mejnih stanj: prva - po nosilnosti; drugi - za primernost za normalno uporabo.

· Izračun za prvo skupino mejnih stanj se izvaja z namenom preprečevanja uničenja konstrukcij (analiza trdnosti), izgube stabilnosti oblike konstrukcije (analiza upogibanja) ali njenega položaja (analiza prevračanja ali drsenja), okvare zaradi utrujenosti (analiza vzdržljivosti).

· Izračun za drugo skupino mejnih stanj Njegov namen je preprečiti nastanek prevelikih deformacij (upogibov), izključiti možnost nastanka razpok v betonu ali omejiti širino njihovega odpiranja in po potrebi zagotoviti zapiranje razpok po odstranitvi dela obremenitve.

Izračun za prvo skupino mejnih stanj je glavni in se uporablja pri izbiri odsekov. Izračun za drugo skupino je narejen za tiste konstrukcije, ki zaradi močnih lastnosti izgubijo zmogljivost zaradi prevelikih upogibov (tramovi, veliki razponi pri sorazmerno majhni obremenitvi), razpok (cisterne, tlačni cevovodi) ali prekomernega odpiranja razpok, kar vodi do prezgodnjega korozija armature.

Obremenitve, ki delujejo na konstrukcijo, in lastnosti trdnosti materialov, iz katerih je konstrukcija izdelana, so spremenljive in se lahko razlikujejo od povprečnih vrednosti. Zato se za zagotovitev, da med normalnim delovanjem konstrukcije ne pride do nobenega od mejnih stanj, uvede sistem projektnih koeficientov, ki upošteva možna odstopanja (v neugodno smer) različnih dejavnikov, ki vplivajo na zanesljivo delovanje konstrukcij: 1) varnostni faktorji obremenitve γ f , ob upoštevanju variabilnosti obremenitev ali udarcev; 2) varnostni faktorji za beton γ b in armaturo γ s . ob upoštevanju variabilnosti njihovih lastnosti trdnosti; 3) koeficiente zanesljivosti za namen konstrukcije γ n , ob upoštevanju stopnje odgovornosti in kapitalizacije zgradb in objektov; 4) koeficienti delovnih pogojev γ bi in γ si , ki omogočajo oceno nekaterih značilnosti dela materialov in konstrukcij na splošno, ki se v izračunih ne morejo neposredno odražati.

Ocenjeni koeficienti so določeni na podlagi verjetnostno-statističnih metod. Zagotavljajo zahtevano zanesljivost konstrukcij za vse faze: proizvodnjo, transport, montažo in obratovanje.

Tako je glavna ideja metode izračuna mejnega stanja zagotoviti, da je tudi v tistih redkih primerih, ko na konstrukcijo delujejo največje možne obremenitve, trdnost betona in armature minimalna, pogoji delovanja pa najbolj neugodni, konstrukcija se ne zruši in ne bi prejela nesprejemljivih upogibov ali razpok. Hkrati pa je v mnogih primerih mogoče dobiti bolj ekonomične rešitve kot pri izračunu po predhodno uporabljenih metodah.

Obremenitve in vplivi . Pri načrtovanju je treba upoštevati obremenitve, ki nastanejo med gradnjo in delovanjem konstrukcij, pa tudi med izdelavo, skladiščenjem in prevozom gradbenih konstrukcij.

Izračuni uporabljajo normativne in projektne vrednosti obremenitev. Največje vrednosti obremenitev, določene z normami, ki lahko delujejo na konstrukcijo med normalnim delovanjem, se imenujejo normativne *. Dejanska obremenitev zaradi različnih okoliščin se lahko v večji ali manjši meri razlikuje od normativne. To odstopanje upošteva varnostni faktor obremenitve.

Izračun konstrukcij se izvaja za projektne obremenitve

kjer je q n - standardna obremenitev; γ f - varnostni faktor obremenitve, ki ustreza obravnavanemu mejnemu stanju.

Pri izračunu za prvo skupino mejnih stanj γ f vzemite: za konstantne obremenitve γ f = 1,1...1,3; začasni γ f \u003d 1,2 ... 1,6, pri izračunu stabilnosti položaja (prevračanje, drsenje, vzpon), ko zmanjšanje teže konstrukcije poslabša njene delovne pogoje, vzemite

Izračun konstrukcij za drugo skupino mejnih stanj, ob upoštevanju manjšega tveganja njihovega nastanka, se izvede za projektne obremenitve pri γ f = l. Izjema so konstrukcije, ki spadajo v I. kategorijo odpornosti proti razpokam (glej § 7.1), za katere je γ f >l.

Obremenitve in vplivi na zgradbe in objekte so lahko trajni in začasni. Slednje glede na trajanje delovanja delimo na dolgoročne, kratkoročne in posebne.

Stalne obremenitve vključujejo težo delov konstrukcij, vključno s težo nosilnih in ogradnih konstrukcij; teža in pritisk tal (nasipi, nasutja); učinek prednapenjanja.

Začasne dolgotrajne obremenitve vključujejo: težo nepremične opreme - obdelovalnih strojev, motorjev, zabojnikov, transporterjev; teža tekočin in trdnih snovi, ki polnijo opremo; obremenitev tal iz skladiščenega materiala in regalov v skladiščih, hladilnikih, knjižnicah, knjižnicah in pomožnih prostorih.

V primerih, ko je treba upoštevati vpliv trajanja delovanja obremenitev na deformacije in nastanek razpok, dolgotrajne obremenitve vključujejo del kratkotrajnih. To so obremenitve žerjavov z znižano standardno vrednostjo, ki se določijo tako, da se polna standardna vrednost navpične obremenitve enega žerjava v vsakem razponu pomnoži s faktorjem: 0,5 - za skupine načina delovanja žerjava 4K-6K; 0,6 - za skupine načina delovanja žerjava 7K; 0,7 - za skupine načina delovanja žerjavov 8K*; snežne obremenitve z znižano standardno vrednostjo, določeno tako, da se polna standardna vrednost (glej §11.4) pomnoži s faktorjem 0,3 - za snežno regijo III, 0,5 - za regijo IV, 0,6 - za regije V, VI; obremenitve ljudi, opreme na nadstropjih stanovanjskih in javnih zgradb z znižanimi normativnimi vrednostmi. Te obremenitve imenujemo dolgotrajne obremenitve zaradi dejstva, da lahko delujejo toliko časa, da se pojavijo lezeče deformacije, kar poveča upogib in širino odpiranja razpok.

Kratkotrajne obremenitve vključujejo: obremenitve od teže ljudi, opreme na tleh stanovanjskih in javnih zgradb s polnimi normiranimi vrednostmi; obremenitve iz žerjavov s polno standardno vrednostjo; snežne obremenitve s polno standardno vrednostjo; obremenitve vetra, pa tudi obremenitve, ki izhajajo iz namestitve ali popravila konstrukcij.

Posebne obremenitve nastanejo med potresnimi, eksplozivnimi ali izrednimi udarci.

Stavbe in konstrukcije so izpostavljene hkratnemu delovanju različnih obremenitev, zato je treba njihov izračun izvesti ob upoštevanju najbolj neugodne kombinacije teh obremenitev ali sil, ki jih povzročajo. Glede na sestavo upoštevanih obremenitev so: glavne kombinacije, ki jih sestavljajo trajne, dolgotrajne in kratkotrajne obremenitve; posebne kombinacije, sestavljene iz trajnih, dolgotrajnih, kratkotrajnih in ene od posebnih obremenitev.

Žive obremenitve so vključene v kombinacije kot dolgoročne - ob upoštevanju znižane standardne vrednosti, kot kratkoročne - ob upoštevanju polne standardne vrednosti.

Verjetnost hkratnega pojava največjih obremenitev oziroma naporov se upošteva s kombiniranimi koeficienti ψ 1 in ψ 2 . Če glavna kombinacija vključuje konstantno in samo eno začasno obremenitev (dolgoročno in kratkoročno), se kombinirani koeficienti vzamejo enaki 1, ko se upoštevata dve ali več začasnih obremenitev, se slednje pomnožijo z ψ 1 \u003d 0,95 za dolgotrajne obremenitve in ψ 1 \u003d 0,9 pri kratkoročnih, saj je malo verjetno, da hkrati dosežejo največje izračunane vrednosti.

* Skupine načinov delovanja žerjava so odvisne od pogojev delovanja žerjava, nosilnosti dvigala in so sprejete v skladu z GOST 25546-82.

Pri izračunu konstrukcij za posebno kombinacijo obremenitev, vključno z eksplozivnimi učinki, je dovoljeno ne upoštevati kratkotrajnih obremenitev.

Vrednosti projektnih obremenitev je treba pomnožiti tudi s faktorjem zanesljivosti za namen konstrukcij, ob upoštevanju stopnje odgovornosti in kapitalizacije zgradb in objektov. Za objekte razreda I (objekti posebej pomembnega državno-gospodarskog pomena) γ n =1, za objekte razreda II (pomembnejši narodnogospodarski objekti) γ n =0,95, za objekte razreda III (z omejenim narodno-gospodarskim pomenom) γ n =0,9, za začasne konstrukcije z življenjsko dobo do 5 let γ n =0,8.

Normativna in projektna odpornost betona. Trdnostne lastnosti betona so spremenljive. Tudi vzorci iz iste serije betona bodo med preskušanjem pokazali različne trdnosti, kar je razloženo z heterogenostjo njegove strukture in različnimi preskusnimi pogoji. Na variabilnost trdnosti betona v konstrukcijah vplivajo tudi kakovost opreme, usposobljenost delavcev, vrsta betona in drugi dejavniki.

riž. 2.3. Porazdelitvene krivulje:

F m in F - povprečne in izračunane vrednosti

napori zaradi zunanje obremenitve;

F um in F u - enaka, nosilnost

Od vseh možnih vrednosti trdnosti je treba v izračun vnesti tisto, ki zagotavlja varno delovanje konstrukcij s potrebno zanesljivostjo. Metode teorije verjetnosti pomagajo ugotoviti.

Spremenljivost lastnosti trdnosti je praviloma skladna z Gaussovim zakonom in je označena s krivuljo porazdelitve (slika 2.3, a), ki povezuje trdnostne lastnosti betona s pogostostjo njihovega ponavljanja v poskusih. S pomočjo porazdelitvene krivulje lahko izračunate povprečno vrednost tlačne trdnosti betona:

kjer je n 1 , n 2 ,.., n k število poskusov, pri katerih je bila zabeležena jakost R 1 , R 2 ,…, R k, n je skupno število poskusov. Razpon moči (odklon od povprečja) je značilen s standardnim odklonom (standard)

ali koeficient variacije ν = σ/R m . V formuli (2.8) Δ i = R i - R m .

Po izračunu σ je mogoče z metodami teorije verjetnosti najti vrednost jakosti R n, ki bo imela dano zanesljivost (varnost):

kjer je æ indeks zanesljivosti.

Višji kot je æ (glej sliko 2.3, a), večje število vzorcev bo pokazalo moč R m - æσ in več, večja je zanesljivost. Če vzamemo R n = R m - σ kot minimalno trdnost, vneseno v izračun (tj. nastavimo æ = 1), bo 84 % vseh vzorcev (lahko so kocke, prizme, osmice) pokazalo enako ali večjo trdnost (zanesljivost 0,84). Pri æ \u003d 1,64-95% vzorcev bo pokazalo moč R n \u003d R m - 1,64 σ in več, pri æ \u003d 3 - 99,9% vzorcev pa bo imelo trdnost, ki ni nižja od R n \u003d R m -3 σ. Torej, če v izračun vnesemo vrednost R m -Зσ, potem bo le v enem primeru od tisoč, moč nižja od sprejete. Takšen pojav velja za skoraj neverjeten.

Po normativih je glavna lastnost, ki se nadzoruje v tovarni beton razreda "B" *, ki predstavlja trdnost betonske kocke z rebrom 15 cm z zanesljivostjo 0,95. Moč, ki ustreza razredu, je določena s formulo (2.9) z æ = 1,64

Vrednost ν se lahko spreminja v širokih mejah.

Proizvajalec mora zagotoviti trdnost R n, ki ustreza razredu betona, ob upoštevanju koeficienta ν, določenega za posebne proizvodne pogoje. V podjetjih z dobro organizirano proizvodnjo (proizvodnja betona z visoko homogenostjo) bo dejanski koeficient variacije majhen, povprečna trdnost betona [glej. formulo (2.10)] lahko vzamemo nižje in tako prihranimo cement. Če ima beton, ki ga proizvaja podjetje, veliko variabilnost trdnosti (velik koeficient variacije), je treba povečati trdnost betona R m, da se zagotovijo zahtevane vrednosti R n , kar bo povzročilo prekomerno porabo cementa. .

* Do leta 1984 je bila glavna značilnost trdnosti betona njegova znamka, ki je bila opredeljena kot povprečna vrednost tlačne trdnosti betona R m v kgf/cm 2 .

Normativna odpornost betonskih prizm na aksialno stiskanje R b,n (trdnost prizme) je določena z normativno vrednostjo kubične trdnosti ob upoštevanju odvisnosti (1.1), ki povezuje prizmatično in kubično trdnost. Vrednosti R b, n so podane v tabeli. 2.1.

Normativna odpornost betona na aksialno napetost Rbt,n v primerih, ko natezna trdnost betona ni nadzorovana, je določena z normativno vrednostjo kubične trdnosti ob upoštevanju odvisnosti (1.2), ki povezuje natezno trdnost s tlačno trdnostjo. moč. Vrednosti R bt, n so podane v tabeli. 2.1.

Če se natezna trdnost betona kontrolira z neposrednim preskušanjem vzorcev v proizvodnji, potem je standardna osna natezna trdnost enaka

in označuje razred betona glede na natezno trdnost.

Projektna odpornost betona za mejna stanja prve skupine R b in R bt se določi tako, da se standardne upornosti delijo z ustreznimi faktorji zanesljivosti betona pri stiskanju γ bc ali napetosti γ bt:

Za težke betone γ bc = 1,3; γ bt = 1,5.

Ti koeficienti upoštevajo možnost zmanjšanja dejanske trdnosti v primerjavi s standardno zaradi razlike v trdnosti betona v realnih konstrukcijah od trdnosti v vzorcih in številnih drugih dejavnikov, ki so odvisni od pogojev izdelave in delovanja. struktur.

Tabela 2.1.

Trdnost in deformacijske lastnosti težkega betona

Razred tlačne trdnosti betona	Normativni upornosti in projektni upornosti betona za izračun po mejnih stanjih skupine II, MPa		Projektna odpornost betona pri izračunu za mejna stanja skupine I, MPa		Začetni modul elastičnosti betona pri stiskanju E b 10 -3 , MPa
	stiskanje R bn , R b,ser	raztezanje R btn , R bt,ser	stiskanje R b	napetost R bt	naravno utrjevanje	toplotno obdelana
7,5V 10V 12,5V 15V 20V 25V 30V 35V 40V 45V 50V 55V60	5,50 7,50 9,50 11,0 15,0 18,5 22,0 25,5 29,0 32,0 36,0 39,5 43,0	0,70 0,85 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50	4,50 6,00 7,50 8,50 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0	0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65	16,0 18,0 21,0 23,0 27,0 30,0 32,5 34,5 36,0 37,5 39,0 39,5 40,0	14,5 16,0 19,0 20,5 24,5 27,0 29,0 31,0 32,5 34,0 35,0 35,5 36,0

Projektne upornosti betona za mejna stanja skupine II Rb,ser in Rbt,ser določimo z varnostnimi faktorji γbc = γbt = 1, t.j. vzamemo enake standardnim uporom. To je razloženo z dejstvom, da je pojav mejnih stanj skupine II manj nevaren kot skupina I, saj praviloma ne vodi do propada struktur in njihovih elementov.

Pri izračunu betonskih in armiranobetonskih konstrukcij se konstrukcijski upor betona po potrebi pomnoži s koeficienti delovnih pogojev γ bi ob upoštevanju: trajanja in ponovljivosti obremenitve, proizvodnih pogojev, narave konstrukcije itd. Na primer, da bi upoštevali zmanjšanje trdnosti betona, ki se pojavi pri neprekinjeni obremenitvi, se uvede koeficient γ b 2 = 0,85 ... 0,9, pri čemer se upoštevajo kratkotrajne obremenitve - γ b 2 = 1.1.

■ Regulativne in projektne odpornosti armature . Normativna odpornost armature R sn je enaka najmanjšim nadzorovanim vrednostim: za armaturno palico, visoko trdno žico in ojačitvene vrvi - mejo tečenja, fizični σ y ali pogojno σ 0,2; za navadno ojačitveno žico - napetost 0,75 natezne trdnosti, saj GOST ne ureja meje tečenja za to žico.

Vrednosti normativnih uporov R sn so vzete v skladu z veljavnimi standardi za armaturno jeklo, pa tudi za beton, z zanesljivostjo 0,95 (tabela 2.2).

Projektne natezne trdnosti armature R s in R s,ser za mejna stanja skupin I in II (tabela 2.2) se določijo tako, da se standardne upornosti delijo z ustreznimi faktorji zanesljivosti za armaturo γ s:

Varnostni faktor je nastavljen tako, da izključuje možnost uničenja elementov v primeru prevelike konvergence R s in R sn . Upošteva variabilnost površine prečnega prereza palic, zgodnji razvoj plastičnih deformacij armature itd. Njegova vrednost za ojačitev palic razredov A-I, A-II je 1,05; razredi A-III - 1,07 ... 1,1; razredi A-IV, A-V-1,15; razredi A-VI - 1,2; za žične armature razredov Bp-I, B-I - 1,1; razredi B-II, Bp-II, K-7, K-19-1.2.

Pri izračunu za mejna stanja skupine II se predpostavlja, da je vrednost varnostnega faktorja za vse vrste armature enaka eni, t.j. izračunani upori R s , s er se številčno razlikujejo od normativnih.

Pri določanju konstrukcijske odpornosti armature na stiskanje R sc se ne upoštevajo le lastnosti jekla, temveč tudi končna stisljivost betona. Če upoštevamo ε bcu = 2X 10 -3 , modul elastičnosti jekla E s = 2 10 -5 MPa, je mogoče dobiti najvišjo napetost σ sc, doseženo v armaturi pred uničenjem betona iz pogoja deformacij spoja betona. in armatura σ sc = ε bcu E s = ε s E s . V skladu z normami je konstrukcijska odpornost armature na stiskanje R sc enaka R s, če ne presega 400 MPa; za ojačitev z višjo vrednostjo R s se predvideva, da je konstrukcijski upor R sc 400 MPa (ali 330 MPa, če se izračuna v fazi stiskanja). Pri dolgotrajnem delovanju obremenitve lezenje betona vodi do povečanja tlačne napetosti v armaturi. Če torej upoštevamo konstrukcijsko odpornost betona ob upoštevanju koeficienta delovnih pogojev γ b 2 \u003d 0,85 ... 0,9 (tj. ob upoštevanju dolgoročnega učinka obremenitve), je dovoljeno, v skladu z ustreznimi konstrukcijskimi zahtevami, povečati vrednost R sc na 450 MPa za jekla razreda A-IV in na 500 MPa za jekla razreda At-IV in višje.

Pri izračunu konstrukcij v skladu s skupino I mejnih stanj se konstrukcijski upori armature, če je potrebno, pomnožijo s koeficienti delovnih pogojev γ si , ob upoštevanju neenakomerne porazdelitve napetosti v prerezu, prisotnosti zvarnih spojev, ponavljajoče se obremenitve itd. Na primer, delovanje visokotrdne armature pri napetostih nad pogojno mejo tečenja se upošteva s koeficientom delovnih pogojev γ s6 , katerega vrednost je odvisna od razreda armature in se giblje od 1,1 do 1.2 (glej § 4.2).

Tabela 2.2.

Lastnosti trdnosti in deformacije

ojačitvena jekla in vrvi.

pribor		Normativni R sn in projektni upornosti pri izračunu za mejna stanja skupine II R s , ser , MPa	Projektna odpornost armature, MPa, pri izračunu glede na mejno stanje skupine I			elastičnost E s , 10 5 MPa
			raztezanje
			vzdolžni in prečni pri izračunu nagnjenih odsekov za delovanje upogibnega momenta R s	prečni pri izračunu nagnjenih odsekov za delovanje prečne sile R sw
Rod
A-I	6…40	235	225	175	225	2,1
A-II	10…80	295	280	225	280	2,1
A-III	6…8	390	355	285	355	2,0
	10…40	390	365	290	365	2,0
A-IV	10…28	590	510	405	400	1,9
A-V	10…32	785	680	545	400	1,9
A-VI	10…28	980	815	650	400	1,9
A-IIIc (z nadzorom raztezka in napetosti)	20…40	540	490	390	200	1,8
Žica
VR-I	3...5	410...395	375...360	270...260	375...360	1,7
B-II	3...8	1490...1100	1240...915	990...730	400	2,0
VR-II	3...8	1460...1020	1215...850	970...680	400	2,0
Vrv
K-7	6...15	1450...1290	1210...1080	965...865	400	1,8
K-19	14	1410	1175	940	400	1,8

Opomba. V tabeli razredi palicne armature pomenijo vse vrste armature ustreznega razreda, na primer razred A-V pomeni tudi A t -V, A t -VCK itd.

■ Glavne določbe izračuna.

Pri izračunu za I skupino mejnih stanj (nosilnost) mora biti izpolnjen pogoj

F

Leva stran izraza (2.14) je projektna sila, ki je enaka praktično možni največji sili v prerezu elementa z najbolj neugodno kombinacijo konstrukcijskih obremenitev ali delovanja; odvisno je od naporov, ki jih povzročajo konstrukcijske obremenitve q pri γ f >1, kombinacijskih koeficientov in koeficientov zanesljivosti za namene konstrukcij γ n . Projektna sila F ne sme presegati projektne nosilnosti preseka F u , ki je funkcija konstrukcijskih uporov materialov in koeficientov obratovalnih pogojev γ bi , γ si , ob upoštevanju neugodnih ali ugodnih obratovalnih pogojev konstrukcij, kot tudi oblika in dimenzije odseka.

Krivulje (slika 2.3, b) porazdelitve sil iz zunanje obremenitve 1 in nosilnosti 2 so odvisne od variabilnosti dejavnikov, obravnavanih zgoraj, in izpolnjujejo Gaussov zakon. Izpolnjevanje pogoja (2.14), izraženo grafično, zagotavlja zahtevano nosilnost konstrukcije.

Pri izračunu za II skupino mejnih stanj:

· s premiki - zahteva se, da upogibi od standardne obremenitve f ne presegajo mejnih vrednosti upogibov f u, določenih s standardi za ta konstrukcijski element f ≤ f u. Vrednost f u je vzeta z ;

· z nastankom razpok - sila iz izračunane ali standardne obremenitve mora biti manjša ali enaka sili, pri kateri se v prerezu F ≤ F crc pojavijo razpoke;

· glede na odprtino normalnih in poševnih razpok - širina njihove odprtine na nivoju natezne armature mora biti manjša od njihove mejne odprtine, ki jo določajo norme a cr c , ua crc ≤ a cr c , u = 0.l. ..0,4 mm.

V nujnih primerih je potrebno, da se razpoke, ki nastanejo pri polni obremenitvi, zanesljivo zaprejo (zaprejo) pod delovanjem dolgega dela. V teh primerih se naredi izračun za zapiranje razpok.

VPRAŠANJA ZA SAMOPREVERJANJE:

1. Faze napetostno-deformacijskega stanja upognjenih armiranobetonskih elementov. Katere od teh stopenj se uporabljajo pri izračunu trdnosti, odpornosti na razpoke, upogibov?

2. Značilnosti napetostno-deformacijskega stanja prednapetih konstrukcij.

3. Glavne določbe metod za izračun presekov za dovoljene napetosti in prelomne obremenitve. slabosti teh metod.

4. Glavne določbe izračuna po metodi mejnih stanj.

Skupine mejnih stanj.

5. Kakšni so cilji izračuna za skupine I in II mejnih stanj?

6. Klasifikacija obremenitev in njihove konstrukcijske kombinacije.

7. Normativne in projektne obremenitve. Dejavniki zanesljivosti

po obremenitvah. V kolikšni meri se razlikujejo?

8. Normativna odpornost betona. Kako je to povezano s povprečjem

moč? S kakšno varnostjo je dodeljena?

9. Kako se določi projektna odpornost betona za skupine I in II

mejna stanja? Kaj je namen uvajanja koeficientov zanesljivosti in koeficientov delovnih pogojev?

10. Kako je določena standardna odpornost armature za različna jekla?

11. Izračunana odpornost armature, varnostni faktorji

in delovnih pogojev.

12. Na splošno zapišite pogoje, ki izključujejo nastanek

mejna stanja skupin I in II ter pojasniti njihov pomen.

1. Bistvo metode

Metoda izračuna konstrukcij po mejnih stanjih je nadaljnji razvoj metode izračuna po destruktivnih silah. Pri izračunu po tej metodi se jasno določijo mejna stanja konstrukcij in uvede se sistem projektnih koeficientov, ki zagotavlja konstrukcijo pred nastankom teh stanj pri najbolj neugodnih kombinacijah obremenitev in pri najnižjih vrednostih lastnosti trdnosti. materialov.

Faze uničenja, vendar varnost konstrukcije pod obremenitvijo se ocenjuje ne z enim sintetizirajočim varnostnim faktorjem, temveč s sistemom projektnih koeficientov. Nekoliko bolj ekonomične so konstrukcije, zasnovane in izračunane po metodi mejnega stanja.

2. Dve skupini mejnih stanj

Za mejna stanja se štejejo stanja, v katerih konstrukcije prenehajo izpolnjevati zahteve, ki so jim naložene med delovanjem, to pomeni, da izgubijo sposobnost upora zunanjim obremenitvam in vplivom ali prejmejo nesprejemljive premike ali lokalne poškodbe.

Armiranobetonske konstrukcije morajo izpolnjevati zahteve izračuna za dve skupini mejnih stanj: za nosilnost - prva skupina mejnih stanj; glede na primernost za normalno delovanje - druga skupina mejnih stanj.

izguba stabilnosti oblike konstrukcije (izračun stabilnosti tankostenskih konstrukcij ipd.) ali njene lege (izračun prevračanja in drsenja podpornih sten, ekscentrično obremenjenih visokih temeljev; izračun vzpona zakopanih ali podzemnih rezervoarjev ipd. .);

izpad utrujenosti (analiza utrujenosti konstrukcij pod vplivom ponavljajoče se premične ali pulzirajoče obremenitve: žerjavne tramove, pragovi, okvirni temelji in stropi za neuravnotežene stroje itd.);

uničenje zaradi skupnega učinka dejavnikov sile in škodljivih vplivov okolja (periodična ali stalna izpostavljenost agresivnemu okolju, delovanje izmeničnega zmrzovanja in odmrzovanja itd.).

Izračun za mejna stanja druge skupine se izvede, da se prepreči:

nastanek čezmernega ali dolgotrajnega odpiranja razpok (če je nastajanje ali dolgotrajno odpiranje razpok dovoljeno v pogojih delovanja);

prekomerni premiki (upogibi, koti vrtenja, poševni koti in amplitude vibracij).

Izračun mejnih stanj konstrukcije kot celote, pa tudi njenih posameznih elementov ali delov, se izvaja za vse faze: proizvodnja, transport, namestitev in delovanje; hkrati pa morajo načrtovalne sheme ustrezati sprejetim projektantskim rešitvam in vsaki od naštetih stopenj.

3. Ocenjeni dejavniki

Projektni faktorji - obremenitve in mehanske lastnosti betona in armature (natezna trdnost, meja tečenja) - imajo statistično variabilnost (razpršenost vrednosti). Obremenitve in delovanja se lahko razlikujejo od podane verjetnosti preseganja povprečnih vrednosti, mehanske lastnosti materialov pa se lahko razlikujejo od podane verjetnosti padca povprečnih vrednosti. Izračuni mejnega stanja upoštevajo statistično variabilnost obremenitev in mehanskih lastnosti materialov, nestatistične dejavnike in različne neugodne ali ugodne fizikalne, kemične in mehanske pogoje za delovanje betona in armature, izdelavo in delovanje elementov zgradb in konstrukcij. . Obremenitve, mehanske lastnosti materialov in konstrukcijski koeficienti so normalizirani.

Vrednosti obremenitev, odpornosti betona in armature so določene v skladu s poglavji SNiP "Obremenitve in učinki" in "Betonske in armiranobetonske konstrukcije".

4. Klasifikacija obremenitev. Regulativne in projektne obremenitve

Glede na trajanje delovanja se obremenitev deli na stalno in začasno. Začasne obremenitve pa so razdeljene na dolgoročne, kratkoročne, posebne.

Obremenitve zaradi teže nosilnih in ogradnih konstrukcij stavb in objektov, mase in tlaka tal ter vpliv prednapetih armiranobetonskih konstrukcij so konstantne.

Dolgotrajne obremenitve so od teže nepremične opreme na tleh - obdelovalnih strojev, aparatov, motorjev, rezervoarjev itd.; tlak plinov, tekočin, razsutih trdnih snovi v posodah; tovori v skladiščih, hladilnikih, arhivih, knjižnicah in podobnih zgradbah in objektih; del začasne obremenitve, ki jo določajo norme, v stanovanjskih stavbah, pisarnah in drugih prostorih; dolgotrajni temperaturni tehnološki učinki nepremične opreme; obremenitve enega mostnega ali enega mostnega žerjava, pomnožene s koeficienti: 0,5 za žerjave srednje obremenitve in 0,7 za težka žerjava; snežne obremenitve za III-IV podnebne regije s koeficienti 0,3-0,6. Navedene vrednosti žerjava, nekaterih začasnih in snežnih obremenitev so del njihove skupne vrednosti in se vnesejo v izračun ob upoštevanju trajanja delovanja teh vrst obremenitev na premike, deformacije in razpoke. Polne vrednosti teh obremenitev so kratkoročne.

Kratkoročne so obremenitve zaradi teže ljudi, delov, materiala na področjih vzdrževanja in popravil opreme - pohodnih poti in drugih območij brez opreme; del obremenitve na tleh stanovanjskih in javnih zgradb; obremenitve, ki nastanejo pri izdelavi, transportu in vgradnji konstrukcijskih elementov; obremenitve mostnih in mostnih žerjavov, ki se uporabljajo pri gradnji ali delovanju zgradb in objektov; obremenitve snega in vetra; temperaturno-klimatski učinki.

Posebne obremenitve vključujejo: potresne in eksplozivne učinke; obremenitve zaradi okvare ali okvare opreme in ostre kršitve tehnološkega procesa (na primer z močnim dvigom ali znižanjem temperature itd.); vpliv neenakomernih deformacij podlage, ki jih spremlja temeljna sprememba strukture tal (na primer deformacije pogrezanih tal med namakanjem ali permafrost med odmrzovanjem) itd.

Normativne obremenitve so določene z normami glede na vnaprej določeno verjetnost preseganja povprečnih vrednosti ali glede na nazivne vrednosti. Regulativne konstantne obremenitve se vzamejo glede na projektne vrednosti geometrijskih in strukturnih parametrov ter glede na vrednosti povprečne gostote. Predpisane začasne tehnološke in montažne obremenitve so nastavljene na najvišje vrednosti, ki so zagotovljene za normalno delovanje; sneg in veter - glede na povprečje letnih neugodnih vrednosti ali glede na neugodne vrednosti, ki ustrezajo določenemu povprečnemu obdobju njihove ponovitve.

Projektne obremenitve za načrtovanje konstrukcij za trdnost in stabilnost se določijo tako, da se standardna obremenitev pomnoži z varnostnim faktorjem obremenitve Vf, običajno večjim od ena, na primer g=gnyf. Koeficient zanesljivosti iz teže betonskih in armiranobetonskih konstrukcij Yf = M; od teže betonskih konstrukcij na lahkih agregatih (s povprečno gostoto 1800 kg / m3 ali manj) in različnih estrihih, nasutjih, grelnikih, izvedenih v tovarni, Yf = l.2, pri vgradnji yf = \.3 ; od različnih začasnih obremenitev glede na njihovo vrednost yf = it 2. 1.4. Koeficient preobremenitve iz teže konstrukcij pri izračunu stabilnosti položaja proti vzponu, prevračanju in drsenju, pa tudi v drugih primerih, ko zmanjšanje mase poslabša pogoje za delovanje konstrukcije, se vzame 7f = 0,9. Pri izračunu konstrukcij v fazi gradnje se izračunane kratkotrajne obremenitve pomnožijo s faktorjem 0,8. Projektne obremenitve za izračun konstrukcij za deformacije in premike (za drugo skupino mejnih stanj) so enake standardnim vrednostim s koeficientom Yf -1-

kombinacija obremenitev. Konstrukcije morajo biti zasnovane za različne kombinacije obremenitev ali ustreznih sil, če se izračun izvede po neelastični shemi. Glede na sestavo upoštevanih obremenitev so: glavne kombinacije, ki jih sestavljajo trajne, dolgotrajne in kratkotrajne obremenitve oziroma sile iz nx; posebne kombinacije, ki jih sestavljajo trajne, dolgoročne, možne kratkoročne in ena od posebnih obremenitev oziroma naporov od njih.

Upošteva se pet skupin osnovnih kombinacij obremenitev. Pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije prve skupine se upoštevajo stalne, dolgotrajne in eno kratkotrajne obremenitve; pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije druge skupine se upoštevajo stalne, dolgoročne in dve (ali več) kratkoročne obremenitve; medtem ko vrednosti kratkoročne

obremenitve ali ustrezne sile je treba pomnožiti s faktorjem kombinacije, ki je enak 0,9.

Pri izračunu konstrukcij za posebne kombinacije je treba vrednosti kratkotrajnih obremenitev ali ustreznih sil pomnožiti s faktorjem kombinacije, ki je enak 0,8, razen v primerih, določenih v projektnih standardih za stavbe in objekte v potresnih območjih.

Norme omogočajo tudi zmanjšanje živih obremenitev pri izračunu tramov in prečk, odvisno od površine obremenjenega dna.

5. Stopnja odgovornosti zgradb in objektov

Stopnja odgovornosti stavbe in objektov, ko objekti dosežejo mejna stanja, je določena z višino materialne in družbene škode. Pri načrtovanju konstrukcij je treba upoštevati faktor zanesljivosti za namen enotnega podjetja, katerega vrednost je odvisna od razreda odgovornosti zgradb ali objektov. Mejne vrednosti nosilnosti, projektne vrednosti uporov, mejne vrednosti deformacij, razpok ali projektne vrednosti obremenitev, sil ali drugih vplivov je treba pomnožiti s tem koeficientom glede na namen.

Eksperimentalne študije, izvedene v tovarnah montažnih armiranobetonskih izdelkov, so pokazale, da je za težke betone in betone na poroznih agregatih koeficient variacije V

0,135, kar je sprejeto v normah.

V matematični statistiki se z uporabo pa ali ne enega ali drugega oceni verjetnost ponovitve vrednosti začasne odpornosti, manjše od V. Če sprejmemo x = 1,64, je verjetno ponovitev vrednosti<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.

Pri nadzoru razreda betona glede na aksialno natezno trdnost je normativna odpornost betona na aksialno natezno Rbtn enaka njegovi zajamčeni trdnosti (razredu) na. aksialno raztezanje.

Projektna odpornost betona za izračun za prvo skupino mejnih stanj se določi tako, da se standardne upornosti delijo z ustreznimi varnostnimi faktorji za beton pri stiskanju ybc = 1,3 prn natezna ^ = 1,5 in pri kontroli natezne trdnosti yy = 1,3 . Projektna odpornost betona na aksialno stiskanje

Izračunana tlačna trdnost težkega betona razredov B50, B55, B60 se pomnoži s koeficienti, ki upoštevajo posebnost mehanskih lastnosti betona visoke trdnosti (zmanjšanje deformacij lezenja), ki je enak 0,95; 0,925 in 0,9.

Vrednosti projektne odpornosti betona z zaokroževanjem so podane v pril. JAZ.

Pri izračunu konstrukcijskih elementov se izračunani upori betona Rb in Rbt zmanjšajo, v nekaterih primerih pa se povečajo z množenjem z ustreznimi koeficienti delovnih pogojev betona uj, pri čemer se upoštevajo lastnosti betona: trajanje obremenitve in njegovo večkratno ponavljanje; pogoji, narava in stopnja delovanja konstrukcije; način njegove izdelave, dimenzije preseka itd.

Projektna tlačna upornost armature Rsc, ki se uporablja pri izračunu konstrukcij za prvo skupino mejnih stanj, ko je armatura vezana na beton, je enaka ustrezni konstrukcijski natezni trdnosti armature Rs, vendar ne več kot 400 MPa (na podlagi končna stisljivost betonske kadi). Pri izračunu konstrukcij, za katere se upošteva konstrukcijska odpornost betona za dolgotrajno obremenitev, ob upoštevanju koeficienta delovnih pogojev y&2

Pri izračunu konstrukcijskih elementov se konstrukcijski upori armature zmanjšajo ali v nekaterih primerih povečajo z množenjem z ustreznimi koeficienti delovnih pogojev ySi, ob upoštevanju možnosti nepopolne uporabe njegovih lastnosti trdnosti zaradi neenakomerne porazdelitve napetosti v prečnem prerezu. , nizka trdnost betona, pogoji sidranja, prisotnost upogibov , narava nateznega diagrama jekla, sprememba njegovih lastnosti glede na pogoje delovanja konstrukcije itd.

Pri izračunu elementov za delovanje prečne sile se projektni upori prečne armature zmanjšajo z uvedbo koeficienta delovnih pogojev -um ^ OD, ki upošteva neenakomerno porazdelitev napetosti v armaturi vzdolž dolžine. nagnjeni odsek. Poleg tega je za varjeno prečno ojačitev iz žice razredov Вр-I in palično armaturo razreda A-III uveden koeficient Vs2=0,9, ki upošteva možnost krhkega loma zvarjenega spoja sponk. Tabela 1 in 2 app. v.

Poleg tega je treba projektne upornosti Rs, Rsc in Rsw pomnožiti s koeficienti obratovalnih pogojev: Ys3, 7 * 4 - pri ponavljajoči se uporabi obremenitve (glej poglavje VIII); ysb^lx/lp ali uz

1x/1ap - v coni prenosa napetosti in v coni sidranja nenapete armature brez sider; 7 ^ 6 - pri delu z visoko trdnostno armaturo pri napetostih nad pogojno mejo tečenja (7o.2.

Projektna upornost armature za izračun za drugo skupino mejnih stanj je nastavljena na faktor zanesljivosti za armaturo 7s = 1, t.j. se vzamejo enake standardnim vrednostim Rs, ser = Rsn in se upoštevajo s koeficientom delovnih pogojev armature

Razpočna odpornost armiranobetonske konstrukcije je njena odpornost proti nastanku razpok v I. stopnji napetostno-deformacijskega stanja ali odpornost na odpiranje razpok v II. stopnji napetostno-deformacijskega stanja.

Glede na vrsto uporabljene armature se pri izračunu postavljajo različne zahteve glede odpornosti proti razpokam armiranobetonske konstrukcije ali njenih delov. Te zahteve veljajo za običajne razpoke in razpoke, nagnjene proti vzdolžni osi elementa, in so razdeljene v tri kategorije:

Odpiranje razpok pod vplivom stalnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev se šteje za kratko; neprekinjeno odpiranje razpok se šteje pod delovanjem le stalnih in dolgotrajnih obremenitev. Največja širina razpoke (accr - kratka in accr2 dolga), ki zagotavlja normalno delovanje zgradb, korozijsko odpornost armature in vzdržljivost konstrukcije, odvisno od kategorije zahtev za odpornost proti razpokam, ne sme presegati 0,05- 0,4 mm (Tabela II.2).

Prednapeti elementi pod tlakom tekočine ali plina (cisterne, tlačne cevi ipd.), v popolnoma napetem odseku s palično ali žično armaturo, pa tudi v delno stisnjenem delu z žično armaturo s premerom 3 mm ali manj, morajo ustrezati zahteve prve kategorije. Ostali prednapeti elementi morajo glede na konstrukcijske pogoje in vrsto armature izpolnjevati zahteve druge ali tretje kategorije.

Postopek upoštevanja obremenitev pri izračunu odpornosti proti razpokam je odvisen od kategorije zahtev za odpornost proti razpokam: pri zahtevah prve kategorije se izračun izvede glede na projektne obremenitve z varnostnim faktorjem za obremenitev yf> l (kot pri izračunu za moč); po zahtevah druge in tretje kategorije se izračun izvede za delovanje obremenitev s koeficientom V / \u003d b Izračun za nastanek razpok za določitev potrebe po preverjanju kratkotrajnega odpiranja razpok za zahteve druge kategorije se izračun za nastanek razpok izvede za delovanje projektnih obremenitev s koeficientom yf>U preverjanja odpiranja razpok po zahtevah tretje kategorije se izvedejo pod vplivom obremenitev s koeficientom Y / -1. Pri izračunu odpornosti proti razpokam se upošteva skupno delovanje vseh obremenitev, razen posebnih. Posebne obremenitve se upoštevajo pri izračunu nastanka razpok v primerih, ko razpoke vodijo v katastrofalno situacijo. Izračun zapiranja razpok po zahtevah druge kategorije se izvede za delovanje stalnih in dolgotrajnih obremenitev s koeficientom y / -1 Postopek obračunavanja obremenitev je podan v tabeli. P.Z. Na končnih odsekih prednapetih elementov v dolžini cone prenosa napetosti z armature na beton 1P ni dovoljeno razpokanje pri skupnem delovanju vseh obremenitev (razen posebnih), vnesenih v izračun s koeficientom Y / = L TA Zahteva je posledica dejstva, da prezgodnje razpoke v betonu na končnih odsekih elementov - lahko povzroči izvlečenje armature iz betona pod obremenitvijo in nenadno okvaro.

povečanje odklona. Učinek teh razpok se upošteva pri strukturnih izračunih. Za elemente, ki delujejo v S& pogojih delovanja ponavljajočih se obremenitev in so izračunani na vzdržljivost, nastajanje takšnih razpok ni dovoljeno.

Mejna stanja prve skupine. Izračuni trdnosti izhajajo iz stopnje III napetostno-deformacijskega stanja. Presek konstrukcije ima potrebno trdnost, če sile iz projektnih obremenitev ne presegajo sil, ki jih odsek zazna pri projektnih uporih materialov, ob upoštevanju koeficienta delovnih pogojev. Sila iz projektnih obremenitev T (na primer upogibni moment ali vzdolžna sila) je funkcija standardnih obremenitev, varnostnih faktorjev in drugih faktorjev C (konstrukcijski model, dinamični faktor itd.).

Mejna stanja druge skupine. Izračun za nastanek razpok, normalnih in nagnjenih na vzdolžno os elementa, se izvede za preverjanje odpornosti na razpoke elementov, za katere veljajo zahteve prve kategorije, in tudi za ugotavljanje, ali se razpoke pojavljajo v elementih, katerih odpornost proti razpokam nalagajo zahteve druge in tretje kategorije. Menijo, da se razpoke, ki so normalne na vzdolžno os, ne pojavijo, če sila T (upogibni moment ali vzdolžna sila) zaradi delovanja obremenitev ne presega sile TSgf, ki jo lahko zaznamo s prerezom elementa

Šteje se, da se razpoke, nagnjene k vzdolžni osi elementa, ne pojavijo, če glavne natezne napetosti v betonu ne presegajo projektnih vrednosti,

Izračun za odpiranje razpok, normalno in nagnjeno proti vzdolžni osi, je sestavljen iz določitve širine odprtine razpoke na nivoju natezne armature in primerjave z največjo širino odprtine. Podatki o največji širini odpiranja razpok so podani v tabeli. II.3.

Izračun premika je sestavljen iz določanja upogiba elementa pred obremenitvami, ob upoštevanju trajanja njihovega delovanja in primerjave z končnim upogibom.

Mejne odklone določajo različne zahteve: tehnološke, zaradi normalnega delovanja žerjavov, tehnoloških instalacij, strojev itd.; konstruktivno, zaradi vpliva sosednjih elementov, ki omejujejo deformacije, potrebe po vzdržljivosti določenih pobočij itd.; estetski.

Mejne upogibe prednapetih elementov je mogoče povečati za višino upogiba, če to ni omejeno s tehnološkimi ali konstrukcijskimi zahtevami.

Postopek upoštevanja obremenitev pri izračunu upogibov je naslednji: kadar je omejen s tehnološkimi ali projektantskimi zahtevami - za delovanje trajnih, dolgotrajnih in kratkotrajnih obremenitev; ko so omejene z estetskimi zahtevami - na delovanje stalnih in dolgotrajnih obremenitev. V tem primeru se faktor varnosti obremenitve vzame kot Yf

Mejne deformacije, določene z normativi za različne armiranobetonske elemente, so podane v tabeli II.4. Omejevalni upogibi konzol, povezani z dosegom konzole, so dvakrat večji.

Poleg tega je treba izvesti dodaten izračun nihanja za armiranobetonske talne plošče, stopnišča, podeste itd., ki niso povezani s sosednjimi elementi: dodatni odklon od kratkotrajne koncentrirane obremenitve 1000 N z najbolj neugodno shemo njene uporabe ne sme presegati 0,7 mm.

Metoda izračuna mejnega stanja

Poglavje 2. Eksperimentalne osnove teorije odpornosti armiranega betona in metode za izračun armiranobetonskih konstrukcij

Metoda izračuna mejnega stanja

Pri izračunu po tej metodi se struktura upošteva v mejnem stanju zasnove. Za projektno mejno stanje se vzame takšno stanje konstrukcije, v katerem preneha izpolnjevati operativne zahteve, ki so ji naložene, torej izgubi sposobnost upora zunanjim vplivom ali prejme nesprejemljive deformacije ali lokalne poškodbe.

Za jeklene konstrukcije sta določeni dve konstrukcijski mejni stanji:

1. prvo konstrukcijsko mejno stanje, določeno z nosilnostjo (moč, stabilnost ali vzdržljivost); to mejno stanje morajo izpolnjevati vse jeklene konstrukcije;
2. drugo konstrukcijsko mejno stanje, določeno z razvojem prevelikih deformacij (upogibov in premikov); to mejno stanje morajo izpolnjevati strukture, pri katerih lahko velikost deformacij omeji možnost njihovega delovanja.

Prvo konstrukcijsko mejno stanje je izraženo z neenakostjo

kjer je N konstrukcijska sila v konstrukciji iz vsote učinkov projektnih obremenitev P v najbolj neugodni kombinaciji;

Ф - nosilnost konstrukcije, ki je funkcija geometrijskih dimenzij konstrukcije, konstrukcijske odpornosti materiala R in koeficienta delovnih pogojev m.

Največje vrednosti obremenitve, ki jih določajo norme (SNiP), dovoljene med normalnim delovanjem konstrukcij, se imenujejo standardne obremenitve R n (glej Dodatek I, Obremenitve in faktorji obremenitve).

Projektne obremenitve P, za katere je konstrukcija izračunana (po mejnem stanju), so vzete nekoliko višje od normativnih. Projektna obremenitev je definirana kot zmnožek standardne obremenitve s faktorjem preobremenitve n (večjim od ena), ob upoštevanju nevarnosti prekoračitve obremenitve v primerjavi z njeno standardno vrednostjo zaradi možne spremenljivosti obremenitve:

Vrednosti koeficientov p so podane v tabeli Regulativne in projektne obremenitve, faktorji preobremenitve.

Tako se strukture obravnavajo pod vplivom ne operativnih (normativnih), ampak projektnih obremenitev. Iz vpliva projektnih obremenitev v konstrukciji se določijo konstrukcijske sile (aksialna sila N oz. moment M), ki jih najdemo po splošnih pravilih upornosti materialov in konstrukcijske mehanike.

Desna stran glavne enačbe (1.I)- nosilnost konstrukcije Ф - je odvisna od končne odpornosti materiala na učinke sile, za katero so značilne mehanske lastnosti materiala in se imenuje normativna odpornost R n, pa tudi od geometrijskih značilnosti preseka (površina preseka F, modul W itd.).

Za konstrukcijsko jeklo se domneva, da je normativna odpornost enaka meji tečenja,

(za najpogostejše gradbeno jeklo razreda St. 3 σ t \u003d 2.400 kg / cm 2).

Projektna odpornost jekla R se vzame kot napetost, ki je enaka standardni upornosti, pomnoženi s koeficientom enakomernosti k (manj kot ena), ob upoštevanju nevarnosti zmanjšanja odpornosti materiala v primerjavi z njegovo standardno vrednostjo zaradi spremenljivosti mehanskih lastnosti materiala

Za navadna nizkoogljična jekla k = 0,9, za visokokakovostna jekla (nizko legirana) pa k = 0,85.

Tako je izračunana odpornost R- to je napetost, ki je enaka najmanjši možni vrednosti meje tečenja materiala, ki se vzame za projekt kot meja.

Poleg tega je treba zaradi varnosti konstrukcije upoštevati vsa možna odstopanja od običajnih pogojev, ki jih povzročajo značilnosti delovanja konstrukcije (na primer pogoji, ki prispevajo k pojavu povečane korozije ipd.). Za to se uvede koeficient delovnih pogojev m, ki je za večino konstrukcij in povezav enak ena (glej prilogo Koeficienti delovnih pogojev m).

Tako bo imela glavna računska enačba (1.I) naslednjo obliko:

• pri preverjanju trdnosti konstrukcije pod delovanjem aksialnih sil ali momentov

kjer sta N in M ​​projektirane osne sile ali momenti iz projektnih obremenitev (ob upoštevanju faktorjev preobremenitve); F nt - neto površina preseka (minus luknje); W nt - modul neto preseka (minus luknje);

• pri preverjanju stabilnosti konstrukcije

kjer je F br in W br - površina in uporni moment bruto preseka (brez lukenj); φ in φ b - koeficienta, ki zmanjšata konstrukcijsko odpornost na vrednosti, ki zagotavljajo stabilno ravnovesje.

Običajno se pri izračunu predvidene izvedbe najprej izbere odsek elementa, nato pa se preveri napetost iz projektnih sil, ki ne sme presegati projektne upornosti, pomnožene s koeficientom obratovalnih pogojev.

Zato bomo skupaj s formulami oblike (4.I) in (5.I) te formule zapisali v delovni obliki skozi izračunane napetosti, na primer:

kjer je σ projektna napetost v konstrukciji (od projektnih obremenitev).

Koeficienta φ in φ b v formulah (8.I) in (9.I) pravilneje zapišemo na desni strani neenakosti kot koeficienta, ki zmanjšata izračunane odpornosti na kritične napetosti. In samo zaradi lažjega izvajanja izračuna in primerjave rezultatov so zapisani v imenovalcu leve strani teh formul.

* Vrednosti standardnih uporov in koeficientov enakomernosti so podane v "Gradbenih normah in pravilih" (SNiP), pa tudi v "Normih in specifikacijah za načrtovanje jeklenih konstrukcij" (NiTU 121-55).

"Projektiranje jeklenih konstrukcij",

Obstaja več kategorij napetosti: osnovne, lokalne, dodatne in notranje. Osnovni stresi so stresi, ki se razvijejo znotraj telesa kot posledica uravnovešanja učinkov zunanjih obremenitev; štejejo. Pri neenakomerni porazdelitvi pretoka moči po prečnem prerezu, na primer zaradi močne spremembe preseka ali prisotnosti luknje, pride do lokalne koncentracije napetosti. Vendar pa v plastičnih materialih, ki vključujejo gradbeno jeklo, ...

Pri izračunu dovoljenih napetosti se konstrukcija upošteva v delovnem stanju pod vplivom obremenitev, ki so dovoljene med normalnim delovanjem konstrukcije, to je standardnih obremenitev. Pogoj konstrukcijske trdnosti je, da napetosti v konstrukciji zaradi standardnih obremenitev ne presegajo dovoljenih napetosti, ki jih določajo normativi, ki predstavljajo določen del končne napetosti materiala, sprejetega za gradbeno jeklo ...

Metoda analize mejnega stanja - Metoda analize jeklene konstrukcije - Osnove načrtovanja - Projektiranje jeklene konstrukcije

Pri izračunu po tej metodi se struktura upošteva v mejnem stanju zasnove. Takšno stanje se vzame kot mejno stanje načrtovanja ...

Dve skupini mejnih stanj

Za mejna stanja se štejejo stanja, v katerih konstrukcije prenehajo izpolnjevati zahteve, ki so jim naložene med delovanjem, to pomeni, da izgubijo sposobnost upora zunanjim obremenitvam in vplivom ali prejmejo nesprejemljive premike ali lokalne poškodbe.

Armiranobetonske konstrukcije morajo izpolnjevati zahteve izračuna za dve skupini mejnih stanj: za nosilnost - prva skupina mejnih stanj; glede na primernost za normalno delovanje - druga skupina mejnih stanj.

Izračun za mejna stanja prve skupine se izvede, da se prepreči:

Krhki, duktilni ali drugi tipi zloma (izračun trdnosti, ob upoštevanju, če je potrebno, upogiba konstrukcije pred uničenjem);

Izguba stabilnosti oblike konstrukcije (izračun stabilnosti tankostenskih konstrukcij ipd.) ali njene lege (izračun za prevračanje in drsenje podpornih sten, ekscentrično obremenjenih visokih temeljev; izračun za vzpon zakopanih ali podzemnih rezervoarjev ipd. .);

Odpoved utrujenosti (izračun utrujenosti konstrukcij pod vplivom ponavljajoče se premične ali pulzirajoče obremenitve: žerjavne tramove, pragovi, okvirni temelji in stropi za neuravnotežene stroje itd.);

Uničenje zaradi skupnega učinka dejavnikov sile in škodljivih vplivov okolja (periodična ali stalna izpostavljenost agresivnemu okolju, delovanje izmeničnega zmrzovanja in odmrzovanja itd.).

Izračun za mejna stanja druge skupine se izvede, da se prepreči:

Nastanek čezmernega ali dolgotrajnega odpiranja razpok (če je nastanek ali dolgotrajno odpiranje razpok dovoljeno v obratovalnih pogojih);

Prekomerni premiki (upogibi, koti vrtenja, poševni koti in amplitude vibracij).

Izračun mejnih stanj konstrukcije kot celote, pa tudi njenih posameznih elementov ali delov, se izvaja za vse faze: proizvodnja, transport, namestitev in delovanje; hkrati pa morajo načrtovalne sheme ustrezati sprejetim projektantskim rešitvam in vsaki od naštetih stopenj.

Projektni faktorji - obremenitve in mehanske lastnosti betona in armature (natezna trdnost, meja tečenja) - imajo statistično variabilnost (razpršenost vrednosti). Obremenitve in delovanja se lahko razlikujejo od podane verjetnosti preseganja povprečnih vrednosti, mehanske lastnosti materialov pa se lahko razlikujejo od podane verjetnosti padca povprečnih vrednosti. Izračuni mejnega stanja upoštevajo statistično variabilnost obremenitev in mehanskih lastnosti materialov, nestatistične dejavnike in različne neugodne ali ugodne fizikalne, kemične in mehanske pogoje za delovanje betona in armature, izdelavo in delovanje elementov zgradb in konstrukcij. . Obremenitve, mehanske lastnosti materialov in konstrukcijski koeficienti so normalizirani.

Vrednosti obremenitev, odpornosti betona in armature so določene v skladu s poglavji SNiP "Obremenitve in učinki" in "Betonske in armiranobetonske konstrukcije".

Razvrstitev obremenitev. Regulativne in projektne obremenitve

Glede na trajanje delovanja se obremenitev deli na stalno in začasno. Začasne obremenitve pa so razdeljene na dolgoročne, kratkoročne, posebne.

Obremenitve zaradi teže nosilnih in ogradnih konstrukcij stavb in objektov, mase in tlaka tal ter vpliv prednapetih armiranobetonskih konstrukcij so konstantne.

Dolgotrajne obremenitve so od teže nepremične opreme na tleh - obdelovalnih strojev, aparatov, motorjev, rezervoarjev itd.; tlak plinov, tekočin, razsutih trdnih snovi v posodah; tovori v skladiščih, hladilnikih, arhivih, knjižnicah in podobnih zgradbah in objektih; del začasne obremenitve, ki jo določajo norme, v stanovanjskih stavbah, pisarnah in drugih prostorih; dolgotrajni temperaturni tehnološki učinki nepremične opreme; obremenitve enega mostnega ali enega mostnega žerjava, pomnožene s koeficienti: 0,5 za žerjave srednje obremenitve in 0,7 za težka žerjava; snežne obremenitve za III-IV podnebne regije s koeficienti 0,3-0,6. Navedene vrednosti žerjava, nekaterih začasnih in snežnih obremenitev so del njihove skupne vrednosti in se vnesejo v izračun ob upoštevanju trajanja delovanja teh vrst obremenitev na premike, deformacije in razpoke. Polne vrednosti teh obremenitev so kratkoročne.

Kratkoročne so obremenitve zaradi teže ljudi, delov, materiala na področjih vzdrževanja in popravil opreme - pohodnih poti in drugih območij brez opreme; del obremenitve na tleh stanovanjskih in javnih zgradb; obremenitve, ki nastanejo pri izdelavi, transportu in vgradnji konstrukcijskih elementov; obremenitve mostnih in mostnih žerjavov, ki se uporabljajo pri gradnji ali delovanju zgradb in objektov; obremenitve snega in vetra; temperaturno-klimatski učinki.

Posebne obremenitve vključujejo: potresne in eksplozivne učinke; obremenitve zaradi okvare ali okvare opreme in ostre kršitve tehnološkega procesa (na primer z močnim dvigom ali znižanjem temperature itd.); vpliv neenakomernih deformacij podlage, ki jih spremlja temeljna sprememba strukture tal (na primer deformacije pogrezanih tal med namakanjem ali permafrost med odmrzovanjem) itd.

Normativne obremenitve so določene z normami glede na vnaprej določeno verjetnost preseganja povprečnih vrednosti ali glede na nazivne vrednosti. Regulativne konstantne obremenitve se vzamejo glede na projektne vrednosti geometrijskih in projektnih parametrov in v skladu z

Povprečne vrednosti gostote. Normativni začasni; tehnološke in montažne obremenitve so nastavljene glede na najvišje vrednosti, ki so predvidene za normalno delovanje; sneg in veter - glede na povprečje letnih neugodnih vrednosti ali glede na neugodne vrednosti, ki ustrezajo določenemu povprečnemu obdobju njihove ponovitve.

Projektne obremenitve za izračun trdnosti in stabilnosti konstrukcij se določijo tako, da se standardna obremenitev pomnoži z varnostnim faktorjem obremenitve Yf, običajno večjim od ena, npr. G= Gnyt. Koeficient zanesljivosti iz teže betonskih in armiranobetonskih konstrukcij Yf = M; na težo betonskih konstrukcij na lahkih agregatih (s povprečno gostoto 1800 kg/m3 ali manj) in različnih estrihih, zasipih, grelnikih, izvedenih v tovarni, Yf = l,2, pri vgradnji Yf = l>3 ; od različnih živih obremenitev glede na njihovo vrednost Yf = l. 2. 1.4. Koeficient preobremenitve iz teže konstrukcij pri izračunu stabilnosti položaja proti dvigu, prevračanju in drsenju, pa tudi v drugih primerih, ko zmanjšanje mase poslabša delovne pogoje konstrukcije, se vzame yf = 0,9. Pri izračunu konstrukcij v fazi gradnje se izračunane kratkotrajne obremenitve pomnožijo s faktorjem 0,8. Projektne obremenitve za izračun konstrukcij za deformacije in premike (za drugo skupino mejnih stanj) so enake standardnim vrednostim s koeficientom Yf = l-

kombinacija obremenitev. Konstrukcije morajo biti zasnovane za različne kombinacije obremenitev ali ustreznih sil, če se izračun izvede po neelastični shemi. Glede na sestavo upoštevanih obremenitev so: glavne kombinacije, ki jih sestavljajo trajne, dolgotrajne in kratkotrajne obremenitve oziroma sile iz nx; posebne kombinacije, ki jih sestavljajo trajne, dolgoročne, možne kratkoročne in ena od posebnih obremenitev oziroma naporov od njih.

Upoštevani sta dve skupini osnovnih kombinacij obremenitev. Pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije prve skupine se upoštevajo stalne, dolgotrajne in eno kratkotrajne obremenitve; pri izračunu konstrukcij za glavne kombinacije druge skupine se upoštevajo stalne, dolgoročne in dve (ali več) kratkoročne obremenitve; v tem primeru je treba vrednosti kratkotrajnih obremenitev ali ustreznih naporov pomnožiti s faktorjem kombinacije, ki je enak 0,9.

Pri izračunu konstrukcij za posebne kombinacije je treba vrednosti kratkotrajnih obremenitev ali ustreznih sil pomnožiti s faktorjem kombinacije, ki je enak 0,8, razen v primerih, določenih v projektnih standardih za stavbe in objekte v potresnih območjih.

Zmanjšanje obremenitve. Pri izračunu stebrov, sten, temeljev večnadstropnih stavb je mogoče začasne obremenitve na tleh zmanjšati, ob upoštevanju stopnje verjetnosti njihovega hkratnega delovanja, z množenjem s koeficientom

Kjer je a - enako 0,3 za stanovanjske stavbe, poslovne stavbe, spalnice itd. in enako 0,5 za različne dvorane: čitalnice, sestanke, trgovino itd.; m je število obremenjenih nadstropij na obravnavanem odseku.

Norme omogočajo tudi zmanjšanje živih obremenitev pri izračunu tramov in prečk, odvisno od površine obremenjenega dna.

Armirani beton

Montažni beton in armirani beton: značilnosti in proizvodne metode

Industrijske tehnologije se v ZSSR aktivno razvijajo od sredine prejšnjega stoletja, razvoj gradbene industrije pa je zahteval veliko število različnih materialov. Izum montažnega betona je bil neke vrste tehnična revolucija v življenju države, ...

Vozilo za kupe naredi sam

Kolišče ali kolišča je mogoče organizirati z avtomobilom z odstranjenim zadnjim krilom (pogon na zadnja kolesa na mehaniki), dvignjenim na dvigalko in z uporabo samo platišča namesto kolesa. Kabel bo navit okoli roba - to je ...

REKONSTRUKCIJA INDUSTRIJSKIH OBJEKTOV

1. Naloge in metode obnove stavb Rekonstrukcijo stavb je mogoče povezati s širitvijo proizvodnje, posodobitvijo tehnologije. proces, namestitev nove opreme itd. Hkrati je treba reševati kompleksne inženirske probleme, povezane z …

valji (stroj za sploščanje) premer od 400 mm.,

električni sušilnik (pretočni) živil,

transporterji, transporterji, vijaki.

Dve skupini mejnih stanj

Za omejevalna stanja se štejejo stanja, v katerih konstrukcije prenehajo izpolnjevati zahteve, ki so jim naložene med delovanjem, t.j. izgubijo

Osnove izračuna mejnih stanj. Izračun konstrukcijskih elementov masivnega prereza.

V skladu z veljavnimi standardi v Rusiji je treba lesene konstrukcije izračunati po metodi mejnega stanja.

Omejitvena stanja so taka stanja struktur, v katerih prenehajo izpolnjevati zahteve delovanja. Zunanji vzrok, ki vodi v mejno stanje, je učinek sile (zunanje obremenitve, reaktivne sile). Mejna stanja lahko nastanejo pod vplivom pogojev delovanja lesenih konstrukcij ter kakovosti, dimenzij in lastnosti materialov. Obstajata dve skupini mejnih stanj:

1 - glede na nosilnost (moč, stabilnost).

2 - z deformacijami (upogibi, premiki).

Prva skupina mejnih stanj je značilna izguba nosilnosti in popolna neprimernost za nadaljnje delovanje. Je najbolj odgovoren. Pri lesenih konstrukcijah se lahko pojavijo naslednja mejna stanja prve skupine: uničenje, upogibanje, prevračanje, nesprejemljivo lezenje. Ta mejna stanja se ne pojavijo, če so izpolnjeni naslednji pogoji:

tiste. pri normalnih stresih ( σ ) in strižne napetosti ( τ ) ne presegajo neke mejne vrednosti R, imenujemo konstrukcijska odpornost.

Druga skupina za mejna stanja so značilni takšni znaki, pri katerih delovanje konstrukcij ali konstrukcij, čeprav oteženo, ni povsem izključeno, t.j. oblikovanje postane neprimerno za normalno delovanje. Primernost konstrukcije za normalno uporabo se običajno določi z upogibi

To pomeni, da so upogibni elementi ali strukture primerni za normalno uporabo, ko je največja vrednost razmerja upogiba in razpona manjša od največje dovoljene relativne deformacije [ f/ l] (v skladu s SNiP II-25-80).

Namen konstrukcijske analize je preprečiti nastanek katerega koli od možnih mejnih stanj, tako med transportom in montažo kot med delovanjem konstrukcij. Izračun za prvo mejno stanje se izvede glede na izračunane vrednosti obremenitev, za drugo pa po normativnih. Standardne vrednosti zunanjih obremenitev so podane v SNiP "Obremenitve in udarci". Projektne vrednosti so pridobljene ob upoštevanju varnostnega faktorja obremenitve γ n. Konstrukcije se zanašajo na neugodno kombinacijo obremenitev (mrtva teža, sneg, veter), katere verjetnost se upošteva s kombiniranimi koeficienti (v skladu s SNiP "Obremenitve in vplivi").

Glavna značilnost materialov, po katerih se ocenjuje njihova sposobnost upora silam, je regulativna odpornost R n . Normativna odpornost lesa se izračuna iz rezultatov številnih preskusov majhnih vzorcev čistega (brez napak) lesa iste vrste z vsebnostjo vlage 12%:

R n = , kje

je aritmetična sredina natezne trdnosti,

V- koeficient variacije,

t- kazalnik zanesljivosti.

Regulatorna odpornost R n je najmanjša verjetnostna končna trdnost čistega lesa, dobljena s statično obdelavo rezultatov preskusov standardnih vzorcev majhnih velikosti za kratkotrajno obremenitev.

Oblikovna odpornost R - to je največja obremenitev, ki jo material v konstrukciji lahko prenese brez zrušitve, ob upoštevanju vseh neugodnih dejavnikov v delovnih pogojih, ki zmanjšujejo njegovo trdnost.

Na prehodu iz normativnega odpora R n na izračunano R treba je upoštevati vpliv dolgotrajne obremenitve na trdnost lesa, napak (vozli, poševna plast itd.), Prehod iz majhnih standardnih vzorcev na elemente gradbenih dimenzij. Skupni vpliv vseh teh dejavnikov se upošteva z varnostnim faktorjem za material ( Za). Izračunano odpornost dobimo z deljenjem R n o varnostnem faktorju za material:

Za dl=0,67 - faktor trajanja pri kombiniranem delovanju trajnih in začasnih obremenitev;

Za eno = 0,27 ÷ 0,67 - koeficient homogenosti, odvisno od vrste napetostnega stanja, ob upoštevanju vpliva napak na trdnost lesa.

Najmanjša vrednost Za eno vzeti v napetosti, ko je vpliv okvar še posebej velik. Oblikovne odpornosti Za so podane v tabeli. 3 SNiP II-25-80 (za les iglavcev). R les drugih vrst se pridobi s pretvorbenimi faktorji, navedenimi tudi v SNiP.

Varnost in trdnost lesa in lesenih konstrukcij je odvisna od temperaturnih in vlažnih pogojev. Vlaženje prispeva k propadanju lesa, povišana temperatura (preko znane meje) pa zmanjša njegovo trdnost. Upoštevanje teh dejavnikov zahteva uvedbo koeficientov za delovne pogoje: m v ≤1, m T ≤1.

Poleg tega SNiP predpostavlja upoštevanje faktorja sloja za lepljene elemente: m sl = 0,95÷1,1;

koeficient snopa za dolge luči, višje od 50 cm: m b ≤1;

upogibni koeficient za upognjene lepljene elemente: m gospod≤1 itd.

Modul elastičnosti lesa, ne glede na vrsto, je enak:

V SNiP so podane tudi konstrukcijske značilnosti gradbene vezane plošče, poleg tega se pri preverjanju napetosti v vezanih elementih, tako kot pri lesu, uvedejo koeficienti delovnih pogojev m. Poleg tega je za konstrukcijsko odpornost lesa in vezanega lesa uveden koeficient m dl=0,8, če skupna konstrukcijska sila zaradi trajnih in začasnih obremenitev presega 80 % celotne konstrukcijske sile. Ta faktor je poleg zmanjšanja vključen v faktor varnosti materiala.

Predavanje št. 2 Osnove računanja mejnih stanj

Predavanje št. 2 Osnove računanja mejnih stanj. Izračun konstrukcijskih elementov masivnega prereza. V skladu z veljavnimi standardi v Rusiji je treba lesene konstrukcije izračunati v skladu s

Oblikovanje mejnega stanja

Mejna stanja so pogoji, v katerih konstrukcije zaradi zunanjih obremenitev in notranjih napetosti ni več mogoče uporabljati. V konstrukcijah iz lesa in plastike se lahko pojavita dve skupini mejnih stanj – prva in druga.

Izračun mejnih stanj konstrukcij na splošno in njegovih elementov je treba izvesti za vse faze: transport, namestitev in delovanje - in upoštevati vse možne kombinacije obremenitev. Namen izračuna je preprečiti niti prvo niti drugo mejno stanje v procesih transporta, montaže in delovanja konstrukcije. To se izvaja na podlagi upoštevanja normativnih in projektnih obremenitev ter odpornosti materialov.

Metoda mejnega stanja je prvi korak pri zagotavljanju zanesljivosti gradbenih konstrukcij. Zanesljivost se nanaša na sposobnost predmeta, da med delovanjem ohrani kakovost, ki je neločljivo povezana z zasnovo. Posebnost teorije zanesljivosti gradbenih konstrukcij je potreba po upoštevanju naključnih vrednosti obremenitev sistemov z naključnimi kazalniki trdnosti. Značilnost metode mejnega stanja je, da so vse začetne količine, ki se uporabljajo pri izračunu, naključne narave, v normah predstavljene z determinističnimi, znanstveno utemeljenimi, normativnimi vrednostmi in upošteva se učinek njihove variabilnosti na zanesljivost konstrukcij. upoštevajo ustrezni koeficienti. Vsak od faktorjev zanesljivosti upošteva variabilnost le ene začetne vrednosti, t.j. je zasebna. Zato se metoda mejnih stanj včasih imenuje metoda delnih koeficientov. Dejavnike, katerih variabilnost vpliva na stopnjo zanesljivosti konstrukcij, lahko razvrstimo v pet glavnih kategorij: obremenitve in vplivi; geometrijske dimenzije konstrukcijskih elementov; stopnja odgovornosti struktur; mehanske lastnosti materialov; delovni pogoji konstrukcije. Upoštevajte te dejavnike. Morebitno odstopanje standardnih obremenitev navzgor ali navzdol se upošteva z varnostnim faktorjem obremenitve 2, ki ima glede na vrsto obremenitve različno vrednost večjo ali manjšo od ena. Ti koeficienti so skupaj s standardnimi vrednostmi predstavljeni v poglavju SNiP 2.01.07-85 Standardi oblikovanja. "Obremenitve in vplivi". Verjetnost skupnega delovanja več obremenitev se upošteva tako, da se obremenitve pomnožijo s faktorjem kombinacije, ki je predstavljen v istem poglavju standardov. Morebitno neugodno odstopanje geometrijskih dimenzij konstrukcijskih elementov se upošteva s faktorjem točnosti. Vendar ta koeficient v svoji čisti obliki ni sprejet. Ta faktor se uporablja pri izračunu geometrijskih značilnosti ob upoštevanju projektnih parametrov odsekov z minus toleranco. Da bi razumno uravnotežili stroške zgradb in objektov za različne namene, je uveden koeficient zanesljivosti za ta namen< 1. Степень капитальности и ответственности зданий и сооружений разбивается на три класса ответственности. Этот коэффициент (равный 0,9; 0,95; 1) вводится в качестве делителя к значению расчетного сопротивления или в качестве множителя к значению расчетных нагрузок и воздействий.

Glavni parameter odpornosti materiala na udarce sile je normativna odpornost, določena z regulativnimi dokumenti na podlagi rezultatov statističnih študij variabilnosti mehanskih lastnosti materialov s testiranjem vzorcev materiala po standardnih metodah. Morebitno odstopanje od normativnih vrednosti upošteva varnostni faktor za material vm > 1. Odraža statistično variabilnost lastnosti materialov in njihovo razliko od lastnosti testiranih standardnih vzorcev. Značilnost, pridobljena z deljenjem normativne odpornosti s koeficientom m, se imenuje konstrukcijska odpornost R. Ta glavna značilnost trdnosti lesa je standardizirana s SNiP P-25-80 "Standardi oblikovanja. Lesene konstrukcije".

Neugodne vplive okolja in obratovalnega okolja, kot so: obremenitve vetra in inštalacij, višina preseka, temperaturni in vlažni pogoji, upoštevamo z uvedbo koeficientov delovnih pogojev m. Koeficient m je lahko manjši od ena, če je ta faktor ali kombinacija dejavnikov zmanjša nosilnost konstrukcije, drugače pa več enot. Za les so ti koeficienti predstavljeni v SNiP 11-25-80 "Standardi oblikovanja.

Regulativne mejne vrednosti upogibov izpolnjujejo naslednje zahteve: a) tehnološke (zagotavljanje pogojev za normalno delovanje strojev in manipulativne opreme, instrumentov itd.); b) konstruktivni (zagotavljanje celovitosti strukturnih elementov, ki mejijo drug na drugega, njihovih spojev, prisotnosti reže med nosilnimi konstrukcijami in konstrukcijami predelnih sten, fachwerk itd., Zagotavljanje določenih pobočij); c) estetski in psihološki (zagotavljanje ugodnih vtisov ob videzu struktur, preprečevanje občutka nevarnosti).

Velikost končnih upogibov je odvisna od razpona in vrste uporabljenih obremenitev. Za lesene konstrukcije, ki prekrivajo zgradbe pred delovanjem trajnih in začasnih dolgotrajnih obremenitev, je največji upogib od (1/150) - i do (1/300) (2). Trdnost lesa se zmanjša tudi pod vplivom nekaterih kemikalij iz biodestrukcije, ki se pod pritiskom vnesejo v avtoklave v precejšnjo globino. V tem primeru je koeficient obratovalnih pogojev tia = 0,9. Vpliv koncentracije napetosti v izračunanih prerezih napetih elementov, oslabljenih z luknjami, kot tudi pri upognjenih elementih iz okroglega lesa s podrezovanjem v izračunanem prerezu odraža koeficient delovnega stanja m0 = 0,8. Deformabilnost lesa pri izračunu lesenih konstrukcij za drugo skupino mejnih stanj je upoštevana z osnovnim modulom elastičnosti E, za katerega se, ko je sila usmerjena vzdolž lesnih vlaken, vzame 10.000 MPa, čez vlakna, 400 MPa. Pri izračunu stabilnosti se predpostavlja, da je modul elastičnosti 4500 MPa. Osnovni strižni modul lesa (6) v obe smeri je 500 MPa. Poissonovo razmerje lesa čez vlakna pri napetostih, usmerjenih vzdolž vlaken, je enako pdo o = 0,5, vzdolž vlaken pri napetostih, usmerjenih čez vlakna, pa n900 = 0,02. Ker trajanje in stopnja obremenitve ne vplivata le na trdnost, temveč tudi na deformacijske lastnosti lesa, se vrednost modula elastičnosti in strižnega modula pomnoži s koeficientom m = 0,8 pri izračunu konstrukcij, v katerih nastanejo napetosti v elementih. od trajnih in začasnih dolgotrajnih obremenitev, presegajo 80 % skupne napetosti vseh obremenitev. Pri izračunu kovinsko-lesnih konstrukcij se elastične lastnosti in konstrukcijske odpornosti jekla in spojev jeklenih elementov ter armature vzamejo v skladu s poglavji SNiP za načrtovanje jeklenih in armiranobetonskih konstrukcij.

Od vseh pločevinastih konstrukcijskih materialov, ki uporabljajo lesne surovine, je kot elemente nosilnih konstrukcij priporočljivo uporabiti le vezane plošče, katerih osnovne konstrukcijske odpornosti so podane v tabeli 10 SNiP P-25-80. Pri ustreznih obratovalnih pogojih lepljenih vezanih konstrukcij izračun za prvo skupino mejnih stanj predvideva pomnoženje osnovnih projektnih uporov vezanega lesa s koeficienti obratovalnih pogojev tv, tj, tn in tl. Pri izračunu za drugo skupino mejnih stanj se elastične lastnosti vezanega lesa v ravnini pločevine vzamejo v skladu s tabelo. 11 SNiP P-25-80. Modul elastičnosti in strižni modul za konstrukcije v različnih obratovalnih pogojih, pa tudi tiste, ki so izpostavljene kombiniranim učinkom trajnih in začasnih dolgotrajnih obremenitev, je treba pomnožiti z ustreznimi koeficienti obratovalnih pogojev, sprejetimi za les.

Prva skupina najbolj nevarno. Določa se zaradi neprimernosti za uporabo, ko konstrukcija zaradi uničenja ali izgube stabilnosti izgubi nosilnost. To se ne zgodi do največje normalne vrednosti O ali strižne t napetosti v njegovih elementih ne presegajo izračunanih (minimalnih) uporov materialov, iz katerih so izdelani. Ta pogoj je zapisan s formulo

Mejna stanja prve skupine vključujejo: kakršno koli uničenje, splošna izguba stabilnosti konstrukcije ali lokalna izguba stabilnosti konstrukcijskega elementa, kršitev spojev, ki strukturo spreminjajo v spremenljiv sistem, razvoj nesprejemljivih preostalih deformacij. . Izračun nosilnosti se izvede glede na verjetno najslabši primer, in sicer: glede na največjo obremenitev in najmanjšo odpornost materiala, ugotovljeno ob upoštevanju vseh dejavnikov, ki vplivajo nanj. Neugodne kombinacije so podane v pravilih.

Druga skupina manj nevarno. Določa ga neprimernost konstrukcije za normalno delovanje, ko se upogne na nesprejemljivo vrednost. To se ne zgodi, dokler njegov največji relativni upogib /// ne preseže največje dovoljene vrednosti. Ta pogoj je zapisan s formulo

Izračun lesenih konstrukcij po drugem mejnem stanju deformacij se nanaša predvsem na upogibne konstrukcije in je namenjen omejitvi obsega deformacij. Izračun se izvede za standardne obremenitve, ne da bi jih pomnožili s faktorji zanesljivosti, ob predpostavki elastičnega dela lesa. Izračun deformacij se izvede glede na povprečne lastnosti lesa in ne glede na zmanjšane, kot pri preverjanju nosilnosti. To je razloženo z dejstvom, da povečanje upogiba v nekaterih primerih pri uporabi manj kakovostnega lesa ne predstavlja nevarnosti za celovitost konstrukcij. To pojasnjuje tudi dejstvo, da se izračun deformacij izvaja za normativne in ne za projektne obremenitve. Kot ponazoritev mejnega stanja druge skupine lahko navedemo primer, ko se zaradi nesprejemljivega odklona špirovcev pojavijo razpoke v strehi. Pretok vlage v tem primeru moti normalno delovanje stavbe, vodi do zmanjšanja trajnosti lesa zaradi njegove vlage, vendar se stavba še naprej uporablja. Izračun za drugo mejno stanje je praviloma podrejen, ker glavna stvar je zagotoviti nosilnost. Vendar pa so meje upogiba še posebej pomembne za strukture s popustljivimi vezmi. Zato je treba deformacijo lesenih konstrukcij (kompozitnih regalov, sestavljenih tramov, desko-žebelj konstrukcije) določiti ob upoštevanju vpliva skladnosti vezi (SNiP P-25-80. Tabela 13).

obremenitve, ki delujejo na konstrukcije, določajo gradbeni predpisi in pravila - SNiP 2.01.07-85 "Obremenitve in vplivi". Pri izračunu konstrukcij iz lesa in plastike se upošteva predvsem konstantna obremenitev iz lastne teže konstrukcij in drugih gradbenih elementov. g in kratkotrajne obremenitve zaradi teže snega S, pritisk vetra W. Upoštevane so tudi obremenitve zaradi teže ljudi in opreme. Vsaka obremenitev ima standardno in konstrukcijsko vrednost. Normativna vrednost je priročno označena z indeksom n.

Regulativne obremenitve so začetne vrednosti obremenitev: Žive obremenitve so določene kot rezultat obdelave podatkov dolgotrajnih opazovanj in meritev. Trajne obremenitve se izračunajo iz lastne teže in prostornine konstrukcij, drugih elementov stavbe in opreme. Regulativne obremenitve se upoštevajo pri izračunu konstrukcij za drugo skupino mejnih stanj - za upogibe.

Dizajnerske obremenitve so določene na podlagi normativnih, ob upoštevanju njihove možne variabilnosti, predvsem navzgor. Za to se vrednosti standardnih obremenitev pomnožijo z varnostnim faktorjem obremenitve y, katerih vrednosti so različne za različne obremenitve, vendar so vse večje od enote. Vrednosti porazdeljene obremenitve so podane v kilopaskalih (kPa), kar ustreza kilonewtonom na kvadratni meter (kN/m). Večina izračunov uporablja vrednosti linearne obremenitve (kN/m). Projektne obremenitve se uporabljajo pri izračunu konstrukcij za prvo skupino mejnih stanj, za trdnost in stabilnost.

g", ki deluje na konstrukcijo, je sestavljen iz dveh delov: prvi del je obremenitev vseh elementov ograjenih konstrukcij in materialov, ki jih ta konstrukcija podpira. Obremenitev vsakega elementa se določi tako, da se njegov volumen pomnoži z gostoto materiala in z razmikom med konstrukcijami; drugi del je obremenitev iz lastne teže glavne nosilne konstrukcije. V predhodnem izračunu je mogoče približno določiti obremenitev iz lastne teže glavne nosilne konstrukcije glede na dejanske dimenzije odsekov in prostornine konstrukcijskih elementov.

je enak zmnožku normativnega faktorja s faktorjem zanesljivosti obremenitve y. Za obremenitev iz lastne teže konstrukcij y= 1.1, vendar za obremenitve iz izolacije, strehe, parne zapore in drugih y= 1.3. Trajna obremenitev običajnih poševnih streh z naklonskim kotom a na njihovo vodoravno projekcijo se je priročno nanašati tako, da jo delimo s cos a.

Normativna snežna obremenitev s H je določena na podlagi normativne teže snežne odeje so, ki je podana kot obremenitve (kN / m 2) vodoravne projekcije odeje, odvisno od snežne regije države. Ta vrednost se pomnoži s koeficientom p, ki upošteva naklon in druge značilnosti oblike prevleke. Potem je standardna obremenitev s H = s 0 p<х > 25° p == (60° - a°)/35°. tole. obremenitev je enakomerna in je lahko dvostranska ali enostranska.

Pri obokanih oblogah vzdolž segmentiranih drogov ali lokov se enotna snežna obremenitev določi ob upoštevanju koeficienta p, ki je odvisen od razmerja dolžine razpona / do višine oboka /: p = //(8/).

Z razmerjem med višino loka in razponom f/l= 1/8 snežne obremenitve je lahko trikotne z največjo vrednostjo s” na eni nogi in 0,5 s” na drugi in ničelno vrednostjo na grebenu. Koeficienti p, ki določajo vrednosti največje snežne obremenitve pri razmerjih f/l= 1/8, 1/6 in 1/5, ki je enako 1,8; 2.0 in 2.2. Snežno obremenitev obokanih tlakov lahko opredelimo kot dvokapno, če upoštevamo, da je pločnik konvencionalno dvokapni vzdolž ravnin, ki potekajo skozi tetive osi tal pri lokih. Izračunana snežna obremenitev je enaka zmnožku standardne obremenitve in varnostnega faktorja obremenitve 7- Za večino lahkih lesenih in plastičnih konstrukcij z razmerjem standardne konstantne in snežne obremenitve g n / s H < 0,8 коэффициент y= 1.6. Za velika razmerja teh obremenitev pri =1,4.

Obremenitev iz teže osebe z obremenitvijo je enaka - normativna R"= 0,1 kN in izračunano R = p in y = 0,1 1,2 = 1,2 kN. obremenitev vetra. Normativna obremenitev vetra w sestoji iz tlaka sh’+ in sesanja w n - veter. Začetni podatki pri določanju obremenitve vetra so vrednosti vetrovnega tlaka, usmerjenega pravokotno na površine premaza in stene stavb. Wi(MPa), odvisno od vetrovnega območja države in sprejeto v skladu z normativi obremenitev in udarcev. Regulativne obremenitve vetra w" se določijo tako, da se normalni tlak vetra pomnoži s koeficientom k, ob upoštevanju višine zgradb in aerodinamičnega koeficienta z, glede na njegovo obliko. Za večino stavb iz lesa in plastike, katerih višina ne presega 10 m, k = 1.

Aerodinamični koeficient Z odvisno od oblike objekta, njegovih absolutnih in relativnih dimenzij, naklonov, relativnih višin premazov in smeri vetra. Na večini poševnih streh, katerih naklonski kot ne presega a = 14 °, obremenitev vetra deluje v obliki sesanja W-. Hkrati se v bistvu ne poveča, ampak zmanjša sile v konstrukcijah zaradi stalnih in snežnih obremenitev, pri izračunu pa se morda ne upošteva pri meji varnosti. Obremenitev vetra je treba upoštevati pri izračunu stebrov in sten stavb, pa tudi pri izračunu trikotnih in lancetnih konstrukcij.

Izračunana obremenitev vetra je enaka standardu, pomnoženemu z varnostnim faktorjem y= 1.4. V to smer, w = = w”y.

Regulativni odpori lesa R H(MPa) so glavne značilnosti trdnosti lesenih površin, očiščenih pred napakami. Določeni so z rezultati številnih laboratorijskih kratkotrajnih preskusov majhnih standardnih vzorcev suhega lesa z 12-odstotno vlažnostjo na napenjanje, stiskanje, upogibanje, drobljenje in drobljenje.

95 % testiranih vzorcev lesa bo imelo tlačno trdnost, ki je enaka ali večja od standardne vrednosti.

Vrednosti standardnih uporov so podane v app. 5 se praktično uporabljajo pri laboratorijski kontroli trdnosti lesa v procesu izdelave lesenih konstrukcij in pri določanju nosilnosti delovnih nosilnih konstrukcij med njihovim pregledom.

Oblikovne odpornosti lesa R(MPa) - to so glavne značilnosti trdnosti elementov iz pravega lesa pravih konstrukcij. Ta les ima naravne pomanjkljivosti in deluje pod stresom več let. Projektne upornosti se pridobijo na podlagi standardnih uporov ob upoštevanju faktorja zanesljivosti materiala pri in faktor trajanja nalaganja t al po formuli

koeficient pri veliko več kot enotnost. Upošteva zmanjšanje trdnosti pravega lesa kot posledica heterogenosti strukture in prisotnosti različnih napak, ki se ne pojavljajo v laboratorijskih vzorcih. V bistvu se trdnost lesa zmanjša zaradi grč. Zmanjšajo površino delovnega preseka z rezanjem in potiskanjem njegovih vzdolžnih vlaken, kar ustvarja ekscentričnost vzdolžnih sil in naklon vlaken okoli vozla. Naklon vlaken povzroči, da se les razteza čez in pod kotom na vlakna, katerih trdnost je v teh smereh veliko manjša kot vzdolž vlaken. Okvare lesa zmanjšajo natezno trdnost lesa za skoraj polovico in za približno poldrugo krat pri stiskanju. Razpoke so najbolj nevarne na območjih, kjer je les sekan. S povečanjem velikosti odsekov elementov se napetosti med njihovim uničenjem zmanjšujejo zaradi večje nehomogenosti porazdelitve napetosti po odsekih, kar se upošteva tudi pri določanju konstrukcijskih uporov.

Faktor trajanja nalaganja t dl<С 1- Он учиты­вает, что древесина без пороков может неограниченно долго выдерживать лишь около половины той нагрузки, которую она выдерживает при кратковременном нагружении в процессе испытаний. Следовательно, ее длительное R in odpornost I yL skoraj W^ polovico kratkoročno /tg.

Kakovost lesa seveda vpliva na velikost njegovih izračunanih uporov. Les 1. razreda - z najmanj napakami ima najvišjo konstrukcijsko odpornost. Konstrukcijska odpornost lesa 2. in 3. razreda je nižja. Na primer, izračunana odpornost na stiskanje borovega in smrekovega lesa 2. razreda dobimo iz izraza

Izračunana odpornost borovega in smrekovega lesa na stiskanje, napetost, upogibanje, drobljenje in drobljenje je podana v pril. 6.

Koeficienti delovnih pogojev T pri konstrukcijski odpornosti lesa se upoštevajo pogoji, v katerih se lesene konstrukcije izdelujejo in delujejo. Faktor pasme T" upošteva različno trdnost lesa različnih vrst, ki se razlikujejo od trdnosti borovega in smrekovega lesa. Faktor obremenitve t upošteva kratkotrajnost delovanja vetrnih in inštalacijskih obremenitev. Ko je zdrobljen t n= 1,4, za druge vrste napetosti t n = 1.2. Višinski koeficient odsekov med upogibanjem lesa iz lepljenega lesa z višino preseka več kot 50 cm / 72b se zmanjša z 1 na 0,8, z višino preseka 120 cm - še več. Koeficient debeline plasti lepljenih lesenih elementov upošteva povečanje njihove tlačne in upogibne trdnosti z zmanjšanjem debeline lepljenih plošč, zaradi česar se poveča homogenost strukture lepljenega lesa. Njegove vrednosti so znotraj 0,95. 1.1. Upogibni koeficient m rH upošteva dodatne upogibne napetosti, ki nastanejo pri upogibanju plošč pri izdelavi upognjenih lepljenih lesenih elementov. Odvisen je od razmerja med polmerom krivine in debelino h/b plošč in ima vrednost 1,0. 0,8, saj se to razmerje poveča s 150 na 250. Temperaturni koeficient m t upošteva zmanjšanje trdnosti lesenih konstrukcij, ki delujejo pri temperaturah od +35 do +50 °C. Zmanjša se z 1,0 na 0,8. Koeficient vlage t ow upošteva zmanjšanje trdnosti lesenih konstrukcij, ki delujejo v vlažnem okolju. Pri vlažnosti zraka v prostorih od 75 do 95 % t vl = 0,9. Na prostem v suhih in normalnih prostorih t ow = 0,85. S konstantno vlago in v vodi t ow = 0,75. Faktor koncentracije stresa t k = 0,8 upošteva lokalno zmanjšanje trdnosti lesa na območjih vpenjanja in lukenj v napetosti. Faktor trajanja obremenitve t dl = 0,8 upošteva zmanjšanje trdnosti lesa zaradi dejstva, da dolgotrajne obremenitve včasih predstavljajo več kot 80 % celotne količine obremenitev, ki delujejo na konstrukcijo.

Modul elastičnosti lesa ugotovljeno s kratkotrajnimi laboratorijskimi preiskavami, E kr= 15-10 3 MPa. Pri upoštevanju deformacij pri dolgotrajni obremenitvi pri izračunu po upogibih £ = 10 4 MPa (Dodatek 7).

Normativne in projektne odpornosti gradbene vezane plošče smo pridobili po enakih metodah kot za les. V tem primeru je bila upoštevana njegova oblika lista in liho število plasti z medsebojno pravokotno smerjo vlaken. Zato je trdnost vezanega lesa v teh dveh smereh različna in vzdolž zunanjih vlaken nekoliko višja.

V konstrukcijah se najbolj uporablja sedemslojna vezana plošča znamke FSF. Njegove izračunane odpornosti vzdolž vlaken zunanjih furnirjev so: natezna # f. p = 14 MPa, stiskanje #f. c \u003d 12 MPa, upogibanje iz ravnine /? f.„ = 16 MPa, drobljenje v ravnini # f. sk \u003d 0,8 MPa in rez /? f. cf - 6 MPa. Po vlaknih zunanjih furnirjev so te vrednosti enake: jaz f_r= 9 MPa, stiskanje # f. c = 8,5 MPa, upogib # F.i = 6,5 MPa, sekanje R$. CK= 0,8 MPa, rez # f. cf = = 6 MPa. Elastični in strižni moduli vzdolž zunanjih vlaken so E f = 9-10 3 MPa in b f = 750 MPa ter čez zunanja vlakna £ f = 6-10 3 MPa in G$ = 750 MPa.

Oblikovanje mejnega stanja

Zasnova mejnega stanja Mejna stanja so stanja, pri katerih konstrukcije ni več mogoče uporabljati zaradi zunanjih in notranjih obremenitev.