В какъв случай се достига първото гранично състояние? Пределно състояние

16 ноември 2011 г

При изчисляване с помощта на този метод конструкцията се разглежда в нейното проектно гранично състояние. За проектно гранично състояние се приема състоянието на конструкцията, при което тя престава да отговаря на наложените ѝ експлоатационни изисквания, т.е. тя или губи способността си да устои външни влияния, или получава неприемлива деформация или локална повреда.

За стоманени конструкцииУстановени са две гранични състояния на дизайна:

първото проектно гранично състояние, определено от товароносимостта ( , стабилност или издръжливост); всички стоманени конструкции трябва да отговарят на това гранично състояние;
второто проектно гранично състояние, обусловено от развитието на прекомерни деформации (огъвания и премествания); Това ограничаващо състояние трябва да бъде удовлетворено от конструкции, в които големината на деформациите може да ограничи възможността за тяхната експлоатация.

Първото изчислено гранично състояние се изразява с неравенството

където N е изчислителната сила в конструкцията от сумата от ефектите на изчислителните натоварвания P в най-неблагоприятната комбинация;

Ф е носимоспособността на конструкцията, която е функция от геометричните размери на конструкцията, проектното съпротивление на материала R и коефициента на експлоатационните условия m.

Проектните натоварвания P, за които се изчислява конструкцията (въз основа на граничното състояние), се приемат малко по-високи от нормативните. Проектното натоварване се определя като произведение на стандартното натоварване с коефициента на претоварване n (по-голям от единица), като се отчита опасността от превишаване на натоварването в сравнение със стандартната му стойност поради възможна променливост на натоварването:

Стойностите на коефициентите p са дадени в таблицата Стандартни и проектни натоварвания, коефициенти на претоварване.

По този начин конструкциите се разглеждат под въздействието на проектните натоварвания, а не на експлоатационните (стандартни) натоварвания. От влиянието на проектните натоварвания в конструкцията се определят проектните сили (аксиална сила N или момент M), които се намират от Общи правиласъпротивление на материалите и строителна механика.

Дясната страна на основното уравнение (1.I)- носимоспособност на конструкцията F - зависи от максималната устойчивост на материала на силови въздействия, характеризираща се с механичните свойства на материала и наричана стандартна устойчивост R n, както и от геометрични характеристикисечение (площ на сечението F, съпротивителен момент W и др.).

За строителна стомана стандартното съпротивление се приема равно на границата на провлачване,

(за най-разпространената строителна стомана марка St. 3 σ t = 2400 kg/cm 2).

Проектното съпротивление на стомана R се приема за напрежение, равно на стандартното съпротивление, умножено по коефициента на хомогенност k (по-малко от единица), като се вземе предвид рискът от намаляване на съпротивлението на материала в сравнение със стандартната му стойност поради променливост механични свойстваматериал

За обикновени нисковъглеродни стомани k = 0,9, а за висококачествени стомани (нисколегирани) k = 0,85.

Така изчисленото съпротивление R- това е напрежение, равно на най-ниската възможна стойност на границата на провлачване на материала, която се приема за конструкцията като гранична стойност.

По този начин основното проектно уравнение (1.I) ще има следната форма:

при изпитване на конструкция за якост под действието на аксиални сили или моменти

където N и M са изчислените аксиални сили или моменти от изчислените натоварвания (като се вземат предвид коефициентите на натоварване); F nt - нетната площ на напречното сечение (без дупките); W nt е моментът на съпротивление на сечението на мрежата (без дупките);

при проверка на конструкцията за стабилност

където F br и W br са площта и моментът на съпротивление на брутното сечение (без приспадане на отвори); φ и φ b са коефициенти, които намаляват проектното съпротивление до стойности, които осигуряват стабилно равновесие.

Обикновено при изчисляване на предвидената конструкция първо се избира напречното сечение на елемента и след това се проверява напрежението от проектните сили, което не трябва да надвишава проектното съпротивление, умножено по коефициента на работните условия.

Следователно, заедно с формулите от формата (4.I) и (5.I), ще запишем тези формули в работна форма по отношение на изчислените напрежения, например:

при тестване за здравина

при проверка за стабилност

където σ е проектното напрежение в конструкцията (въз основа на проектните натоварвания).

По-правилно е да напишете коефициентите φ и φ b във формули (8.I) и (9.I) от дясната страна на неравенството като коефициенти, които намаляват изчислената устойчивост на критични напрежения. И само за удобство на изчисленията и сравнение на резултатите, те са записани в знаменателя на лявата страна на тези формули.

* Стойностите на стандартните съпротивления и коефициентите на равномерност са дадени в " Строителни нормии правила" (SNiP), както и в "Норми и технически условияпроектиране на стоманени конструкции" (NiTU 121-55).

"Проектиране на стоманени конструкции"
К.К.Муханов

Има няколко категории напрежения: основно, локално, допълнително и вътрешно. Фундаменталните напрежения са напрежения, които се развиват вътре в тялото в резултат на балансиране на ефектите от външни натоварвания; те се вземат предвид при изчислението. Когато потокът на мощността е неравномерно разпределен по напречното сечение, причинено например от рязка промяна в напречното сечение или наличието на дупка, възниква локална концентрация на напрежение. Въпреки това, в пластмасовите материали, които включват строителна стомана,...

При изчисляване на допустимите напрежения конструкцията се разглежда в нейното експлоатационно състояние под въздействието на натоварвания, разрешени при нормална работа на конструкцията, т.е. стандартни натоварвания. Условието за здравина на конструкцията е напреженията в конструкцията от стандартни натоварвания да не превишават допустимите напрежения, установени от стандартите, които представляват определена част от максималното напрежение на материала, приет за строителна стомана...

От 1955 г. изчисление стоманобетонни конструкцииу нас се произвежда по метода на граничните състояния.

· Под крайно имаме предвид такова състояние на конструкцията, след достигането на което по-нататъшната експлоатация става невъзможна поради загуба на способност да устои на външни натоварвания или получаване на неприемливи движения или локални повреди. В съответствие с това са установени две групи гранични състояния: първата - по носимоспособност; второто е по отношение на годността за нормална употреба.

· Изчисление за първа група гранични състояния се извършва с цел предотвратяване на разрушаване на конструкциите (изчисление за якост), загуба на стабилност на формата на конструкцията (изчисление за надлъжно огъване) или нейното положение (изчисление за преобръщане или плъзгане), разрушаване от умора (изчисление за издръжливост) .

· Изчисление за втора група гранични състояния има за цел да предотврати развитието на прекомерни деформации (огъвания), да елиминира възможността за образуване на пукнатини в бетона или да ограничи ширината на отварянето им, както и да осигури, ако е необходимо, затварянето на пукнатини след отстраняване на част от товара.

Изчислението за първата група гранични състояния е основно и се използва при избора на участъци. Изчислението за втората група се прави за онези конструкции, които, като здрави, губят своята производителност поради прекомерни деформации (греди, големи участъци с относително ниско натоварване), образуване на пукнатини (резервоари, тръбопроводи под налягане) или прекомерно отваряне на пукнатини , което води до преждевременна корозия на армировката .

Натоварванията, действащи върху конструкцията, и якостните характеристики на материалите, от които е направена конструкцията, са променливи и могат да се различават от средните стойности. Следователно, за да се гарантира, че по време на нормалната експлоатация на конструкцията не възниква нито едно от граничните състояния, се въвежда система от проектни коефициенти, която отчита възможни отклонения(в неблагоприятна посока) на различни фактори, влияещи надеждна работаконструкции: 1) коефициенти на надеждност при натоварване γ f , отчитащи променливостта на натоварванията или въздействията; 2) коефициенти на надеждност за бетон γ b и армировка γ s. отчитане на променливостта на техните якостни свойства; 3) коефициенти на надеждност за предназначението на конструкцията γ n, като се вземе предвид степента на отговорност и капитала на сградите и конструкциите; 4) коефициенти на работни условия γ bi и γ si, които позволяват да се оценят някои характеристики на работата на материалите и конструкциите като цяло, които не могат да бъдат отразени директно в изчисленията.

Коефициентите за изчисление се установяват на базата на вероятностни и статистически методи. Те осигуряват необходимата надеждност на конструкциите за всички етапи: производство, транспорт, строителство и експлоатация.

По този начин основната идея на метода за изчисляване на граничното състояние е да се гарантира, че дори в тези редки случаи, когато максималните възможни натоварвания действат върху конструкцията, якостта на бетона и армировката е минимална, а условията на работа са най-неблагоприятни, конструкцията не се срутва и не получава неприемливи деформации или пукнатини. В много случаи е възможно да се получи повече икономични решенияотколкото при изчисляване с помощта на използвани преди това методи.

Натоварвания и въздействия . При проектирането трябва да се вземат предвид натоварванията, възникващи по време на изграждането и експлоатацията на конструкциите, както и по време на производството, съхранението и транспортирането на строителни конструкции.

При изчисленията се използват стандартни и проектни стойности на натоварванията. Установени стандарти най-високи стойностинатоварванията, които могат да действат върху конструкцията по време на нейната нормална работа, се наричат стандартни*. Действителното натоварване, поради различни обстоятелства, може да се различава повече или по-малко от стандартното натоварване. Това отклонение се взема предвид от коефициента на безопасност на товара.

Конструктивните изчисления се извършват за проектни натоварвания

където q n - стандартно натоварване; γ f е коефициентът на надеждност на товара, съответстващ на разглежданото гранично състояние.

При изчисляване за първата група гранични състояния се приема γ f: за постоянни натоварвания γ f = 1,1...1,3; временно γ f = 1.2...1.6, при изчисляване на стабилността на позицията (преобръщане, плъзгане, изкачване), когато намаляването на теглото на конструкцията влошава нейните експлоатационни условия, вземете

Изчисляването на конструкциите за втората група гранични състояния, като се вземе предвид по-малкият риск от тяхното възникване, се извършва за проектни натоварвания при γ f = l. Изключение правят конструкции, принадлежащи към I категория на устойчивост на пукнатини (виж § 7.1), за които γ f >l.

Натоварванията и въздействията върху сградите и конструкциите могат да бъдат постоянни или временни. Последните в зависимост от продължителността на действие се делят на дългосрочни, краткотрайни и специални.

Постоянните натоварвания включват теглото на части от конструкции, включително теглото на носещите и ограждащите конструкции; тегло и натиск на почвите (насипи, обратни насипи); влияние на предварителното напрежение.

Временните дълготрайни натоварвания включват: теглото на стационарно оборудване - машини, двигатели, контейнери, конвейери; теглото на течностите и твърди веществаоборудване за пълнене; натоварване на подове от складирани материали и стелажи в складове, хладилници, книгохранилища, библиотеки и битови помещения.

В случаите, когато е необходимо да се вземе предвид влиянието на продължителността на натоварването върху деформациите и образуването на пукнатини, дългосрочните натоварвания включват някои краткосрочни. Това са натоварвания от кранове с намалена нормативна стойност, определена чрез умножаване на пълната нормативна стойност на вертикалното натоварване от един кран във всеки участък по коефициента: 0,5 - за групи режими на работа на кранове 4К-6К; 0,6 - за групи режими на работа на кран 7K; 0,7 - за групи режим на работа на кранове 8К*; снежни натоварванияс намалена стандартна стойност, определена чрез умножаване на пълната стандартна стойност (виж §11.4) с коефициент 0,3 - за снежен район III, 0,5 - за район IV, 0,6 - за райони V, VI; натоварвания от хора и съоръжения по подовете на жилищни и обществени сгради с намалени нормативни стойности. Тези натоварвания се класифицират като дълготрайни натоварвания поради факта, че могат да действат за време, достатъчно за поява на деформации при пълзене, увеличаващи деформацията и ширината на пукнатината.

Краткотрайните натоварвания включват: натоварвания от теглото на хората и оборудването върху подовете на жилищни и обществени сгради с пълни стандартни стойности; товари от кранове с пълна нормативна стойност; натоварване от сняг с пълна нормативна стойност; натоварвания от вятър, както и натоварвания, възникващи по време на монтаж или ремонт на конструкции.

Специални товаривъзникват при сеизмични, експлозивни или аварийни въздействия.

Сградите и конструкциите са подложени на едновременното действие на различни товари, така че техните изчисления трябва да се извършват, като се вземе предвид най-неблагоприятната комбинация от тези товари или сили, причинени от тях. В зависимост от състава на отчитаните натоварвания се разграничават: основни комбинации, състоящи се от постоянни, дълготрайни и краткотрайни натоварвания; специални комбинации, състоящи се от постоянно, дълготрайно, краткотрайно и едно от специалните натоварвания.

Временните натоварвания се включват в комбинации като дългосрочни - при отчитане на намалената стандартна стойност, като краткосрочни - при отчитане на пълната стандартна стойност.

Вероятността за едновременно възникване на най-големите натоварвания или усилия се взема предвид от комбинираните коефициенти ψ 1 и ψ 2. Ако основната комбинация включва постоянно и само едно временно натоварване (дългосрочно и краткосрочно), тогава коефициентите на комбинацията се приемат равни на 1, когато се вземат предвид две или повече временни натоварвания, последните се умножават по ψ 1 = 0,95 за дълготрайни натоварвания и ψ 1 = 0,9 за краткотрайни, тъй като се счита за малко вероятно те едновременно да достигнат най-високите изчислени стойности.

* Групи от режими на работа на кранове зависят от условията на работа на крановете, товароносимостта и се приемат в съответствие с GOST 25546-82.

При изчисляване на конструкции за специална комбинация от натоварвания, включително експлозивни ефекти, краткотрайните натоварвания може да не се вземат предвид.

Стойностите на проектните натоварвания също трябва да бъдат умножени по коефициента на надеждност за предназначението на конструкциите, като се вземе предвид степента на отговорност и капитала на сградите и конструкциите. За сгради от I клас (обекти с особено икономическо значение) γ n =1, за сгради от II клас (важни национално-икономически обекти) γ n =0,95, за сгради от III клас (с ограничено икономическо значение) γ n =0,9, за временни съоръжения с експлоатационен живот до 5 години γ n =0,8.

Стандартна и проектна устойчивост на бетон. Якостните характеристики на бетона са променливи. Дори проби от една и съща партида бетон ще покажат различна якост при изпитване, което се обяснява с разнородността на неговата структура и нееднаквите условия на изпитване. Променливостта на якостта на бетона в конструкциите също се влияе от качеството на оборудването, квалификацията на работниците, вида на бетона и други фактори.

Ориз. 2.3. Криви на разпределение:

F m и F - средни и изчислени стойности

сили от външен товар;

F um и F u - еднакви, носеща способност

От всички възможни стойностиякост, е необходимо да се въведе в изчислението такава, която осигурява необходимата надеждност безопасна работадизайни. Методите на теорията на вероятностите помагат да се установи това.

Променливостта на якостните свойства като правило се подчинява на закона на Гаус и се характеризира с крива на разпределение (фиг. 2.3, а), която свързва якостните характеристики на бетона с честотата на тяхното повторение в експериментите. Използвайки кривата на разпределение, можете да изчислите средната стойност на временната якост на натиск на бетона:

където n 1, n 2,.., n k - броят на експериментите, в които е записана якостта R 1, R 2,…, R k, n - общ бройексперименти. Разпространението на силата (отклонение от средната) се характеризира със стандартното отклонение (стандарт)

или коефициентът на вариация ν = σ/R m. Във формула (2.8) Δ i = R i - R m.

След като изчислим σ, използвайки методите на теорията на вероятностите, можем да намерим стойността на якостта Rn, която ще има дадена надеждност (сигурност):

където æ е индикатор за надеждност.

Колкото по-високо е æ (виж фиг. 2.3, а), толкова по-голям бройпробите ще покажат сила R m - æσ и повече, толкова по-висока е надеждността. Ако приемем R n =R m - σ като минимална якост, въведена в изчислението (т.е. настройка æ = 1), тогава 84% от всички проби (те могат да бъдат кубчета, призми, осмици) ще покажат същото или по-голяма здравина (надеждност 0,84). При æ = 1,64-95% от пробите ще покажат якост R n =R m - 1,64σ или повече, а при æ = 3 - 99,9% от пробите ще имат якост не по-ниска от R n =R m -Зσ. По този начин, ако въведете стойността R m -Zσ в изчислението, тогава само в един случай от хиляда силата ще бъде по-ниска от приетата стойност. Това явление се смята за почти невероятно.

Според стандартите основната фабрично контролирана характеристика е клас на бетон “B”*, представляващ якост на бетонов куб с ръб 15 cm с надеждност 0,95.Якостта, съответстваща на класа, се определя по формула (2.9) с æ = 1,64

Стойността на ν може да варира в широки граници.

Производителят трябва да осигури якост Rn, съответстваща на класа на бетона, като вземе предвид коефициента ν, определен за конкретни производствени условия. В предприятия с добре организирано производство (произвеждащи бетон с висока хомогенност), действителният коефициент на вариация ще бъде малък, средната якост на бетона [виж. формула (2.10)] може да се вземе по-ниско, като по този начин може да се спести цимент. Ако бетонът, произведен от предприятието, има голяма променливост на якостта (голям коефициент на вариация), тогава, за да се осигурят необходимите стойности на Rn, е необходимо да се увеличи якостта на бетона Rm, което ще доведе до прекомерна консумация на цимент.

* До 1984 г. основната характеристика на якостта на бетона беше неговата степен, която се определяше като средната стойност на временната якост на натиск на бетона R m в kgf / cm 2.

Стандартната устойчивост на бетонни призми на аксиален натиск R b,n (призматична якост) се определя от стандартна стойносткубична якост, като се вземе предвид зависимостта (1.1), свързваща призматичната и кубичната якост. Стойностите на R b,n са дадени в табл. 2.1.

Стандартната устойчивост на бетона на аксиално напрежение R bt,n в случаите, когато якостта на опън на бетона не се контролира, се определя от стандартната стойност на кубичната якост, като се вземе предвид връзката (1.2), свързваща якостта на опън с якостта на натиск. Стойностите на R bt,n са дадени в табл. 2.1.

Ако якостта на опън на бетона се контролира чрез директно изпитване на проби в производството, тогава стандартното аксиално съпротивление на опън се приема равно на

и характеризира класа на бетона по отношение на якостта на опън.

Изчислените съпротивления на бетона за граничните състояния на първата група R b и R bt се определят чрез разделяне на стандартните съпротивления на съответните коефициенти на надеждност на бетона при натиск γ bc или при опън γ bt:

За тежък бетон γ bc = 1,3; γ bt = 1,5.

Тези коефициенти отчитат възможността за намаляване на действителната якост в сравнение със стандарта поради разликата в якостта на бетона в реални конструкции от якостта в пробите и редица други фактори в зависимост от условията на производство и експлоатация на конструкциите .

Таблица 2.1.

Якостни и деформационни характеристики на тежък бетон

Клас на бетона по якост на натиск	Стандартни съпротивления и проектни съпротивления на бетон за изчисления на базата на гранични състояния от група II, MPa		Проектна устойчивост на бетон при изчисляване с използване на гранични състояния от група I, MPa		Начален модул на еластичност на бетона при натиск E b ·10 -3, MPa
Клас на бетона по якост на натиск	компресия R bn , R b,сер	опън R btn , R bt,сер	компресия R b	якост на опън R bt	естествено втвърдяване	топлинно обработен
V 7,5 V 10 V 12,5 V 15 V 20 V 25 V 30 V 35 V 40 V 45 V 50 V 55 V60	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

Проектните съпротивления на бетона за гранични състояния от група II R b,ser и R bt,ser се определят с коефициенти на безопасност γ bc = γ bt = 1, т.е. се приемат равни на нормативните съпротивления. Това се обяснява с факта, че появата на гранични състояния от група II е по-малко опасна от група I, тъй като по правило не води до срутване на конструкциите и техните елементи.

При изчисляване на бетонни и стоманобетонни конструкции проектното съпротивление на бетона, ако е необходимо, се умножава по коефициентите на работните условия γ bi, като се вземат предвид: продължителността на действие и повторяемостта на натоварването, условията на производство, естеството на конструкцията и др. , Например, за да се вземе предвид намаляването на якостта на бетона, което се случва при продължителни натоварвания, въведете коефициента γ b 2 = 0,85...0,9, когато се вземат предвид краткотрайните натоварвания - γ b 2 = 1,1.

■ Стандартно и проектно съпротивление на армировката . Стандартното съпротивление на армировката R sn се приема равно на най-ниските контролирани стойности: за армировка от пръти, високоякостна тел и армировъчни въжета - границата на провлачване, физическа σ y или условна σ 0,2; за обикновена армировъчна тел - напрежение, равно на 0,75 от якостта на опън, тъй като GOST не регулира границата на провлачване за тази тел.

Стойностите на стандартното съпротивление R sn се вземат в съответствие с действащите стандарти за армировъчна стомана, както за бетон, с надеждност 0,95 (Таблица 2.2).

Изчислените якости на опън на армировката R s и R s,ser за гранични състояния от групи I и II (Таблица 2.2) се определят чрез разделяне на стандартните съпротивления на съответните коефициенти на надеждност за армировката γ s:

Коефициентът на надеждност е настроен така, че да изключи възможността за разрушаване на елементи в случай на прекомерно сближаване на R s и R sn. Той взема предвид променливостта на площта на напречното сечение на прътите, ранно развитиепластични деформации на армировка и др. Значението му за прътовата армировка класове A-I, A-II е 1,05; класове A-III - 1.07...1.1; класове A-IV, A-V-1.15; клас A-VI - 1.2; за телена армировка от класове Bp-I, B-I - 1.1; класове B-II, Vr-II, K-7, K-19-1,2.

При изчисляване с помощта на гранични състояния от група II стойността на коефициента на надеждност за всички видове армировка се приема равна на единица, т.е. изчислените съпротивления R s, s er са числено различни от стандартните.

При определяне на проектното съпротивление на натиск на армировката R sc се вземат предвид не само свойствата на стоманата, но и крайната свиваемост на бетона. Приемайки ε bcu = 2Х·10 -3, модул на еластичност на стоманата E s = 2·10 -5 MPa, можем да получим най-високото напрежение σ sc, постигнато в армировката преди разрушаването на бетона от условието за съвместни деформации на бетон и армировка σ sc = ε bcu E s = ε s E s. Съгласно стандартите изчислената устойчивост на натиск на армировката R sc се приема равна на R s, ако не надвишава 400 MPa; за обков с повече висока стойност R s, изчисленото съпротивление R sc се приема за 400 MPa (или 330 MPa при изчисляване на етапа на компресия). При дългосрочно действиеПълзенето на бетона при натоварване води до увеличаване на напрежението на натиск в армировката. Следователно, ако проектното съпротивление на бетона се вземе предвид коефициента на експлоатационни условия γ b 2 = 0,85...0,9 (т.е. като се вземе предвид продължителното действие на натоварването), тогава се допуска при съответния изисквания за проектиранеувеличете стойността на R sc до 450 MPa за стомани от класове A-IV и до 500 MPa за стомани от класове At-IV и по-високи.

При изчисляване на конструкции съгласно група I на гранични състояния, изчислените съпротивления на армировката, ако е необходимо, се умножават по коефициентите на работни условия γ si , като се вземе предвид неравномерното разпределение на напреженията в сечението, наличието на заварени съединения, множество ефекти на натоварване и др. Например, работата на високоякостна армировка при напрежения над условната граница на провлачване се отчита от коефициента на работните условия γ s6, чиято стойност зависи от класа на армировката и варира от 1,1 до 1.2 (виж § 4.2).

Таблица 2.2.

Характеристики на якост и деформация

арматурни стомани и въжета.

фитинги		Стандартни R sn и проектни съпротивления при изчисляване въз основа на гранични състояния от група II R s, ser, mPa	Проектно съпротивление на армировката, MPa, при изчисляване според граничното състояние на група I			еластичност E s, 10 5 MPa
			разтягане
			надлъжни и напречни при изчисляване на наклонени сечения под действието на огъващ момент R s	напречно при изчисляване на наклонени сечения под действието на напречна сила R sw
прът
A-I	6…40	235	225	175	225	2,1
A-II	10…80	295	280	225	280	2,1
А-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
А-В	10…32	785	680	545	400	1,9
A-VI	10…28	980	815	650	400	1,9
A-IIIb (с контрол на удължението и напрежението)	20…40	540	490	390	200	1,8
Тел
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
Въжена линия
К-7	6...15	1450...1290	1210...1080	965...865	400	1,8
К-19	14	1410	1175	940	400	1,8

Забележка. В таблицата класовете армировка на пръти означават всички видове армировка от съответния клас, например, клас A-Vсъщо означава A t -V, A t -VCK и т.н.

■ Основни принципи на изчисление.

· При изчисляване по I група гранични състояния (носеща способност) трябва да е изпълнено условието

Лявата страна на израза (2.14) представлява проектната сила, равна на практически възможната максимална сила в сечението на елемента при най-неблагоприятната комбинация от проектни натоварвания или удари; зависи от силите, причинени от проектните натоварвания q при γ f >1, коефициентите на комбиниране и коефициентите на надеждност за предназначението на конструкциите γ n. Проектната сила F не трябва да надвишава проектната носеща способност на сечението F u, която е функция от проектните съпротивления на материалите и коефициентите на експлоатационни условия γ bi, γ si, като се вземат предвид неблагоприятните или благоприятни условия на работа на конструкциите, както и формите и размерите на сечението.

Кривите (фиг. 2.3, б) на разпределението на силите от външно натоварване 1 и носеща способност 2 зависят от променливостта на разгледаните по-горе фактори и се подчиняват на закона на Гаус. Изпълнението на условие (2.14), изразено графично, гарантира необходимата носимоспособност на конструкцията.

При изчисляване съгласно гранични състояния от група II:

· за премествания - изисква се деформациите от стандартното натоварване f да не надвишават максималните стойности на деформациите f u, установени от стандартите за даден структурен елемент f ≤ f u . Стойността на f u се взема съгласно ;

· за образуване на пукнатини - силата от проектното или стандартното натоварване трябва да бъде по-малка или равна на силата, при която се появяват пукнатини в сечението F ≤ F crc ;

· по отношение на отварянето на нормални и наклонени пукнатини - ширината на отварянето им на нивото на опънната армировка трябва да бъде по-малка от максималната граница на отваряне, установена от стандартите a cr c , u a crc ≤ a cr c , u = 0.l. ..0,4 мм.

В необходимите случаи се изисква пукнатини, образувани от пълно натоварване, да бъдат надеждно затворени (захванати) под действието на продължителна част от него. В тези случаи се правят изчисления за затваряне на пукнатини.

ВЪПРОСИ ЗА САМОТЕСТ:

1. Етапи на напрегнато-деформирано състояние на огъване на стоманобетонни елементи. Кои от тези етапи се използват при изчисляване на якост, устойчивост на пукнатини и деформации?

2. Характеристики на напрегнато-деформираното състояние на предварително напрегнати конструкции.

3. Основни принципи на методите за изчисляване на сечения въз основа на допустими напрежения и разрушителни натоварвания. Недостатъци на тези методи.

4. Основни принципи на изчисление по метода на граничното състояние.

Групи гранични състояния.

5. Какви са целите на изчисленията за I и II група гранични състояния?

6. Класификация на товарите и техните проектни комбинации.

7. Нормативни и проектни натоварвания. Фактори за надеждност

по натоварване. До каква степен те варират?

8. Стандартна устойчивост на бетон. Как е свързано със средното

сила? С каква сигурност се възлага?

9. Как се определя проектното съпротивление на бетона за групи I и II?

гранични състояния? С каква цел се въвеждат коефициенти на надеждност и коефициенти на експлоатационни условия?

10. Как се определя стандартното съпротивление на армировката за различни стомани?

11. Проектна устойчивост на армировката, коефициенти на надеждност

и условия на труд.

12. Пишете на общ изгледусловия, които изключват настъпването

гранични състояния на групи I и II и обяснете значението им.

Изчисленията на якост могат да бъдат направени по един от двата метода - според граничното състояние или според допустимите напрежения. Методът за изчисляване на допустимите напрежения е възприет при изчисляването на машиностроителните конструкции, а основите на неговото използване са дадени в курса "Съпротивление на материалите". При изчисляване на строителни конструкции е възприет метод за изчисляване на граничното състояние, който е по-напреднал от метода за изчисляване, базиран на допустимите напрежения.

Крайно стресово състояние– състояние, когато в даден момент възниква напрегнато състояние, водещо до възникване на нов процес. Например до развитие на пластична деформация, до образуване на пукнатина и др. Различни PNS възникват при различни видове зареждане.

Пределно състояние- състояние, при което конструкцията губи своята функционалност или състоянието й става нежелано. Усилията, които предизвикват ограничаващо състояние, се наричат ограничаващи.

Необходимо е да се прави разлика между гранични състояния и гранични напрегнати състояния. Тези понятия не винаги съвпадат. Примери:

Увеличаването на напрежението по време на огъване на гредата до границата на провлачване води до постигане на PNS в точки, доколкото е възможно от неутралната линия. По-нататъшното увеличаване на натоварването води до достигане на напреженията до границата на провлачване в цялото сечение - настъпват качествени промени в конструкцията, преместванията се увеличават рязко, тъй като в най-натоварения се образува пластичен шарнир; раздел.

Увеличаването на напреженията на опън води до последователна поява на следните гранични напрегнати състояния: а) начало на равномерна пластична деформация; б) цервикална формация; в) унищожаване.

Метод за изчисляване на граничното състояние

В съответствие с GOST 27751-88 "Надеждност на строителни конструкции и основи. Основни разпоредби за изчисляване" граничните състояния са разделени на две групи:

първата група включва гранични състояния, които водят до пълна непригодност за използване на конструкции, основи (сгради или конструкции като цяло) или до пълна (частична) загуба на носещата способност на сградите и конструкциите като цяло;

втората група включва гранични състояния, които възпрепятстват нормалната работа на конструкциите (фундаментите) или намаляват дълготрайността на сградите (конструкциите) в сравнение с предвидения срок на експлоатация.

Граничните състояния от първата група се характеризират с:

повреда от всякакъв характер (например пластмаса, чупливост, умора);

загуба на стабилност на формата, водеща до пълна непригодност за употреба;

загуба на стабилност на позицията;

преход към променлива система;

качествена промяна в конфигурацията;

други явления, при които има нужда от спиране на експлоатацията (например прекомерни деформации в резултат на пълзене, пластичност, срязване в ставите, отваряне на пукнатини, както и образуване на пукнатини).

Граничните състояния от втората група се характеризират с:

достигане на граничните деформации на конструкцията (напр. максимални отклонения, завои) или екстремни деформации на основата;

достигане на максимални нива на вибрации на конструкции или основи;

образуване на пукнатини;

достигане на максимални отвори или дължини на пукнатини;

загуба на стабилност на формата, което води до затруднения при нормална работа;

други явления, при които има нужда от временно ограничаване на експлоатацията на сграда или конструкция поради неприемливо намаляване на нейния експлоатационен живот (например повреда от корозия).

Първото гранично състояние за опънати и натиснати елементи се изразява със съотношението:

Където
– проектна устойчивост според границата на провлачане;

- провлачване;

– коефициент на надеждност на материала (γ C >1);

– проектна якост на опън;

- издръжливост на опън;

– коефициент на работни условия (γ C<1);

-коефициент на надеждност за структурни елементи, изчислени за якост с помощта на изчислени съпротивления Р u ;

– площ на напречното сечение на опънатия (компресиран) елемент.

За огъващи се елементи:

Формално можем да приемем стойността от дясната страна на неравенствата (2 .0), (2 .0), (2 .0) като допустимо напрежение; методите за изчисляване на граничното състояние и допустимите напрежения обаче са едни и същи , когато се изчислява с помощта на гранични състояния, общият и непроменен коефициент на безопасност се заменя с няколко променливи. Това позволява, когато се изчислява на базата на гранично състояние, да се проектират експлоатационни структури с еднаква якост.

При определяне на проектните съпротивления за заварки R W се вземат предвид: основният материал на заварената конструкция, спомагателните материали, използвани при заваряване (марки покрити електроди, електродни проводници), наличието или отсъствието на физически методи за контрол на заварката .

ОСНОВЕН БЛОК И ОСНОВА

изчисления на базата на гранични състояния

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

1 гранично състояние– осигуряване на условия за невъзможност за загуба на носимоспособност, устойчивост и форма.

2 гранично състояние– осигуряване на годност за нормална експлоатация на сградите и конструкциите, като същевременно се предотвратяват деформации извън стандарта (без загуба на стабилност).

Изчисленията винаги се извършват според 1 PS, а според 2 (за устойчивост на пукнатини) - само за гъвкави основи (лента, плоча).

За 1 PS изчисленията се извършват, ако:

1) значително хоризонтално натоварване се прехвърля към основата.

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

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

4) основата е съставена от скалиста почва.

Проектно условие за 1 трафопост:

F u – пределна съпротивителна сила на основата,

γ с = 0.8..1.0 – набор от експлоатационни условия на почвената основа,

γ n = 1.1..1.2 – коефициент на надеждност, зависи от предназначението на сградата.

2 PS - винаги се изпълнява.

S ≤ Нед– прогнозен улов (при P ≤ R), където P е налягането под основата на фундамента.

R – проектно съпротивление на почвата.

Същност на метода

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

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

2. Две групи гранични състояния

За гранични състояния се считат тези, при които конструкциите вече не отговарят на изискванията, наложени им по време на експлоатация, т.е. губят способността да устояват на външни натоварвания и влияния или получават неприемливи движения или локални повреди.

Стоманобетонните конструкции трябва да отговарят на изискванията за изчисление за две групи гранични състояния: за носеща способност - първа група гранични състояния; по отношение на годността за нормална експлоатация - втора група гранични състояния.

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

Крехка, вискозна или друг вид повреда (изчисляване на якостта, като се вземе предвид, ако е необходимо, деформацията на конструкцията преди разрушаването);

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

разрушение от умора (изчисляване на издръжливостта на конструкции под въздействието на повтарящи се движещи се или пулсиращи натоварвания: кранови греди, траверси, рамкови основи и подове за небалансирани машини и др.);

разрушаване от комбинираното въздействие на силови фактори и неблагоприятни влияния на външната среда (периодично или постоянно излагане на агресивна среда, редуване на замръзване и размразяване и др.).

Изчисленията, базирани на гранични състояния на втората група, се извършват, за да се предотврати:

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

прекомерни движения (отклонения, ъгли на завъртане, ъгли на изкривяване и амплитуди на вибрации).

Изчисляването на граничните състояния на конструкцията като цяло, както и на нейните отделни елементи или части, се извършва за всички етапи: производство, транспортиране, монтаж и експлоатация; в този случай проектните схеми трябва да съответстват на приетите проектни решения и всеки от изброените етапи.

3. Изчислителни фактори

Проектните фактори - натоварвания и механични характеристики на бетона и армировката (якост на опън, граница на провлачване) - имат статистическа променливост (разсейване на стойностите). Натоварванията и ударите могат да се различават от определената вероятност за превишаване на средните стойности, а механичните свойства на материалите може да се различават от определената вероятност за намаляване на средните стойности. Изчисленията за гранични състояния отчитат статистическата променливост на натоварванията и механичните характеристики на материалите, фактори от нестатистически характер и различни неблагоприятни или благоприятни физични, химични и механични условия за работата на бетона и армировката, производството и работата на елементите на сгради и съоръжения. Натоварванията, механичните характеристики на материалите и проектните коефициенти са нормализирани.

Стойностите на натоварванията, устойчивостта на бетона и армировката се установяват съгласно главите на SNiP „Натоварвания и въздействия“ и „Бетонни и стоманобетонни конструкции“.

4. Класификация на товарите. Стандартни и проектни натоварвания

В зависимост от продължителността на действие натоварванията се делят на постоянни и временни. Временните натоварвания от своя страна се делят на дълготрайни, краткотрайни и специални.

Натоварванията от теглото на носещите и ограждащи конструкции на сгради и конструкции, масата и налягането на почвите и ефектите от предварително напрегнати стоманобетонни конструкции са постоянни.

Дълготрайните натоварвания се дължат на теглото на стационарното оборудване по подовете - машини, апарати, двигатели, контейнери и др.; налягане на газове, течности, зърнести тела в контейнери; товари в складове, хладилници, архиви, библиотеки и подобни сгради и съоръжения; част от временното натоварване, установено от стандартите в жилищни сгради, офиси и битови помещения; дългосрочни температурни технологични ефекти от стационарно оборудване; натоварвания от един мостов или един мостов кран, умножени по коефициенти: 0,5 за среднотоварни кранове и 0,7 за тежкотоварни кранове; снежни натоварвания за III-IV климатични райони с коефициенти 0,3-0,6. Посочените стойности на кран, някои временни и снежни натоварвания са част от пълната им стойност и се въвеждат в изчислението, като се вземе предвид продължителността на действието на натоварвания от тези видове при изместване, деформация и образуване на пукнатини. Пълните стойности на тези натоварвания са краткосрочни.

Краткотрайните натоварвания се причиняват от теглото на хора, части, материали в зоните за поддръжка и ремонт на оборудване - проходи и други зони, свободни от оборудване; част от натоварването на подовете на жилищни и обществени сгради; натоварвания, възникващи по време на производството, транспортирането и монтажа на конструктивни елементи; натоварвания от мостови и мостови кранове, използвани при строителството или експлоатацията на сгради и конструкции; натоварване от сняг и вятър; температура климатични влияния.

Специалните натоварвания включват: сеизмични и експлозивни въздействия; натоварвания, причинени от неизправност или повреда на оборудването и внезапно прекъсване на технологичния процес (например рязко повишаване или понижаване на температурата и др.); ефектите от неравномерни деформации на основата, придружени от радикална промяна в структурата на почвата (например деформация на почвите на потъване по време на накисване или почви на вечна замръзналост по време на размразяване) и др.

Стандартните натоварвания се установяват от стандарти въз основа на предварително определена вероятност за превишаване на средните стойности или въз основа на номинални стойности. Стандартните постоянни натоварвания се вземат въз основа на проектните стойности на геометричните и структурните параметри и средните стойности на плътността. Стандартните временни технологични и инсталационни натоварвания са зададени на най-високите стойности, предвидени за нормална работа; сняг и вятър - според средните годишни неблагоприятни стойности или според неблагоприятните стойности, съответстващи на определен среден период на тяхното повторение.

Проектните натоварвания за изчисляване на конструкциите за якост и стабилност се определят чрез умножаване на стандартното натоварване по коефициента на надеждност на натоварването Vf, обикновено по-голям от единица, например g=gnyf. Коефициент на надеждност от теглото на бетонни и стоманобетонни конструкции Yf = M; върху теглото на конструкции от бетон с леки добавъчни материали (със средна плътност 1800 kg/m3 или по-малко) и различни замазки, обратни насипи и изолационни материали, произведени в завода, Yf = l.2, по време на монтажа yf = \. 3; от различни временни натоварвания в зависимост от тяхната стойност yf = it 2...1.4. Коефициентът на претоварване от теглото на конструкциите при изчисляване на стабилността на позицията срещу плаване, преобръщане и плъзгане, както и в други случаи, когато намаляването на масата влошава условията на работа на конструкцията, се приема за 7f = 0,9. При изчисляване на конструкциите на етапа на строителство изчислените краткотрайни натоварвания се умножават по коефициент 0,8. Проектните натоварвания за изчисляване на конструкции за деформации и премествания (за втората група гранични състояния) се приемат равни на стандартните стойности с коефициент Yf -1-

Комбинация от товари. Конструкциите трябва да бъдат проектирани за различни комбинации от товари или съответни сили, ако изчислението се извършва с помощта на нееластична схема. В зависимост от състава на отчитаните натоварвания се разграничават: основни комбинации, състоящи се от постоянни, дълготрайни и краткотрайни натоварвания или сили от товари с ниско напрежение; специални комбинации, състоящи се от постоянни, дългосрочни, възможно краткотрайни и едно от специалните натоварвания или усилия от тях.

Разглеждат се всички групи основни комбинации от товари. При изчисляване на конструкциите за основните комбинации от първата група се вземат предвид постоянни, дългосрочни и едно краткотрайни натоварвания; При изчисляване на конструкциите за основните комбинации от втората група се вземат предвид постоянни, дългосрочни и две (или повече) краткосрочни натоварвания; докато стойностите на краткосрочните

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

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

Стандартите също така позволяват намаляване на временните натоварвания при изчисляване на греди и напречни греди, в зависимост от площта на натоварения под.

5. Степен на отговорност на сгради и съоръжения

Степента на отговорност на сградите и конструкциите при достигане на гранични състояния на конструкциите се определя от размера на материалните и социални щети. При проектирането на конструкции трябва да се вземе предвид коефициентът на надеждност за целите на единното предприятие, чиято стойност зависи от класа на отговорност на сградите или конструкциите. Максималните стойности на носещата способност, изчислените стойности на съпротивлението, максималните стойности на деформациите, отворите на пукнатини трябва да бъдат разделени на коефициента на надеждност по предназначение или изчислените стойности на натоварвания, сили или други влияния трябва да се умножат по този коефициент.

Експерименталните изследвания, проведени във фабрики за сглобяеми стоманобетонни изделия, показват, че за тежък бетон и бетон върху порести агрегати коефициентът на вариация е V ~ 0,135, което е прието в стандартите.

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

При наблюдение на класа на бетона за якост на аксиален опън стандартната устойчивост на бетона на аксиален опън Rbtn се приема равна на неговата гарантирана якост (клас). аксиално напрежение.

Проектните съпротивления на бетона за изчисления за първата група гранични състояния се определят чрез разделяне на стандартните съпротивления на съответните коефициенти на надеждност за бетон при натиск yc = 1,3 prn, опън ^ = 1,5 и при наблюдение на якостта на опън yy = \.3 . Проектна устойчивост на бетона на аксиален натиск

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

Изчислените стойности на съпротивлението на бетона със закръгляване са дадени в приложението. аз

При изчисляване на конструктивните елементи проектните съпротивления на бетона Rb и Rbt се намаляват и в някои случаи се увеличават чрез умножаване по съответните коефициенти на работните условия на бетона uc, като се вземат предвид характеристиките на свойствата на бетона: продължителността на натоварването и многократното му повторение; условия, характер и етап на експлоатация на конструкцията; методът на неговото производство, размерите на сечението и др.

Изчисленото съпротивление на натиск на армировката Rsc, използвано при изчисляването на конструкции за първата група гранични състояния, когато армировката е свързана с бетон, се приема равно на съответното изчислено съпротивление на опън на армировката Rs, но не повече от 400 MPa (на базата на крайната свиваемост на бетонната вана). При изчисляване на конструкции, за които проектната устойчивост на бетона се приема при продължително натоварване, като се вземе предвид коефициентът на работните условия y&2

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

При изчисляване на елементи под действието на напречна сила проектното съпротивление на напречната армировка се намалява чрез въвеждане на коефициента на работни условия -um^OD, който отчита неравномерното разпределение на напреженията в армировката по дължината на наклонения участък. Освен това за заварена напречна армировка от тел от класове BP-I и прътова армировка от клас A-III е въведен коефициентът Vs2 = 0,9, като се отчита възможността за крехко разрушаване на заварената връзка на скобите. Стойностите на изчислените съпротивления на напречната армировка при изчисляване на напречната сила Rsw, като се вземат предвид коефициентите yst, са дадени в таблица. 1 и 2 прил. V.

Освен това изчислените съпротивления Rs, Rsc и Rsw трябва да се умножат по коефициентите на работните условия: Ys3, 7*4 - при многократно прилагане на натоварване (виж глава VIII); ysb^lx/lp или зъ~1х/1ап - в зоната на предаване на напрежението и в зоната на анкериране на ненапрегната армировка без анкери; 7^6 - по време на работа на високоякостна армировка при напрежения над номиналната граница на провлачване (7o.2.

Изчислителните съпротивления на армировката за изчисления за втора група гранични състояния са зададени при коефициент на надеждност на армировката 7s = 1, т.е. се приемат равни на стандартните стойности на Rs,ser=Rsn и се включват в изчислението с коефициента на работни условия на армировката

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

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

Отварянето на пукнатини при постоянни, продължителни и краткотрайни натоварвания се счита за краткотрайно; За дълготрайно се счита отварянето на пукнатини под действието само на постоянни и продължителни натоварвания. Максималната ширина на отваряне на пукнатини (isgs\ - краткотрайна и asgs2 дългосрочна), която осигурява нормална експлоатация на сградите, устойчивост на корозия на армировката и дълготрайност на конструкцията, в зависимост от категорията на изискванията за устойчивост на пукнатини, не трябва да надвишава 0,05- 0,4 mm (Таблица II .2).

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

Процедурата за отчитане на натоварванията при изчисляване на устойчивостта на пукнатини зависи от категорията на изискванията за устойчивост на пукнатини: за изискванията на първата категория изчислението се извършва според проектните натоварвания с коефициент на безопасност за натоварване yf>l (както в якостни изчисления); за изискванията на втора и трета категория, изчислението се извършва при действие на натоварвания с коефициент V/=b, за да се определи необходимостта от проверка за краткотрайно отваряне на пукнатини за изискванията от втора категория изчислението се извършва за действието на проектните натоварвания с коефициент yf>U изчисление за образуване на пукнатини за определяне на необходимостта Изпитванията за отваряне на пукнатини по изискванията на трета категория се извършват при действие на товари с коефициент Y/-1. При изчисляване на устойчивостта на пукнатини се взема предвид комбинираното действие на всички натоварвания, с изключение на специалните. Специалните натоварвания се вземат предвид при изчисляването на образуването на пукнатини в случаите, когато пукнатините водят до катастрофална ситуация. Изчислението за затваряне на пукнатини по изискванията на втора категория се извършва при действие на постоянни и продължителни натоварвания с коефициент y/-1. Процедурата за отчитане на натоварванията е дадена в табл. П.З. В крайните участъци на предварително напрегнатите елементи в рамките на дължината на зоната на прехвърляне на напрежението от армировката към бетона 1P не се допуска образуването на пукнатини при комбинирано действие на всички натоварвания (с изключение на специалните), въведени в изчислението с коефициента Y / =L. ТОВА изискване се дължи на факта, че преждевременното образуване на пукнатини в крайните участъци на елементите може да доведе до изтръгване на армировката от бетона и внезапно разрушаване.

нарастващи отклонения. Влиянието на тези пукнатини се взема предвид при структурните изчисления. За елементи, работещи при условия на повтарящи се повтарящи се натоварвания и проектирани за издръжливост, не се допуска образуването на такива пукнатини.

Пределни състояния от първа група. Изчисленията на якост се основават на етап III на състоянието на напрежение и деформация. Секцията на конструкцията има необходимата якост, ако силите от проектните натоварвания не надвишават силите, възприемани от секцията при проектното съпротивление на материалите, като се вземе предвид коефициентът на работните условия. Силата от проектните натоварвания T (например момент на огъване или надлъжна сила) е функция на стандартните натоварвания, коефициентите на надеждност и други фактори C (проектна схема, динамичен коефициент и др.).

Пределни състояния от втора група. Изчисляването на образуването на пукнатини, нормални и наклонени спрямо надлъжната ос на елемента, се извършва, за да се провери устойчивостта на пукнатини на елементи, които са предмет на изискванията на първа категория, както и да се определи дали се появяват пукнатини в елементи, чиито устойчивостта на пукнатини е предмет на изискванията на втора и трета категория. Смята се, че пукнатини, нормални спрямо надлъжната ос, не се появяват, ако силата T (момент на огъване или надлъжна сила) от действието на натоварванията не надвишава силата TSgs, която може да бъде поета от сечението на елемента

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

Изчисляването на отварянето на пукнатината, нормално и наклонено спрямо надлъжната ос, се състои в определяне на ширината на отваряне на пукнатината на нивото на опънната армировка и сравняването й с максималната ширина на отваряне. Данните за максималната ширина на отваряне на пукнатината са дадени в табл. II.3.

Изчисляването на базата на преместванията се състои в определяне на деформацията на елемент поради натоварвания, като се вземе предвид продължителността на тяхното действие и се сравнява с максималната деформация.

Пределните отклонения се задават от различни изисквания: технологични, дължащи се на нормалната работа на кранове, технологични инсталации, машини и др.; конструктивни, поради влиянието на съседни елементи, които ограничават деформациите, необходимостта да издържат на дадени наклони и др.; естетичен.

Максималните деформации на предварително напрегнатите елементи могат да се увеличат с височината на деформацията, ако това не е ограничено от технологични или конструктивни изисквания.

Процедурата за отчитане на натоварванията при изчисляване на деформациите е установена, както следва: когато е ограничено от технологични или проектни изисквания - за действие на постоянни, дългосрочни и краткотрайни натоварвания; когато са ограничени от естетически изисквания - до въздействието на постоянни и продължителни натоварвания. В този случай коефициентът на надеждност на товара се приема за Yf

Максималните деформации, установени от стандартите за различни стоманобетонни елементи, са дадени в таблица II.4. Максималните деформации на конзолите, свързани с надвеса на конзолата, се приемат двойно по-големи.

Освен това трябва да се извърши допълнително изчисляване на нестабилността за стоманобетонни подови плочи, стълбища, площадки и др., които не са свързани със съседни елементи: допълнителната деформация от краткотрайно концентрирано натоварване от 1000 N с най-неблагоприятното схема за прилагането му не трябва да надвишава 0,7 mm.

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

Загуба на устойчивост на формата на конструкцията (изчисление за устойчивост на тънкостенни конструкции и др.) или нейното положение (изчисление за преобръщане и свличане на подпорни стени, ексцентрично натоварени високи фундаменти; изчисление за изкачване на вкопани или подземни резервоари и т.н.);

Разрушаване от умора (изчисляване на издръжливостта на конструкции под въздействието на повтарящи се движещи се или пулсиращи натоварвания: кранови греди, траверси, рамкови основи и подове за небалансирани машини и др.);

Разрушаване от комбинираното въздействие на силови фактори и неблагоприятни влияния на външната среда (периодично или постоянно излагане на агресивна среда, редуване на замразяване и размразяване и др.).

Изчисленията, базирани на гранични състояния на втората група, се извършват, за да се предотврати:

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

Прекомерни движения (отклонения, ъгли на завъртане, ъгли на изкривяване и амплитуди на вибрации).

Изчислителни фактори

Класификация на товарите. Стандартни и проектни натоварвания

Дълготрайните натоварвания са причинени от теглото на стационарно оборудване на етажи - апарати, двигатели, резервоари и др.; налягане на газове, течности, зърнести тела в контейнери; товари в складове, хладилници, архиви, библиотеки и подобни сгради и съоръжения; част от временното натоварване, установено от стандартите в жилищни сгради, офиси и битови помещения; дългосрочни температурни технологични ефекти от стационарно оборудване; натоварвания от един мостов или един мостов кран, умножени по коефициенти: 0,5 за среднотоварни кранове и 0,7 за тежкотоварни кранове; снежни натоварвания за III-IV климатични райони с коефициенти 0,3-0,6. Посочените стойности на кран, някои временни и снежни натоварвания са част от пълната им стойност и се въвеждат в изчислението, като се вземе предвид продължителността на действието на натоварвания от тези видове при изместване, деформация и образуване на пукнатини. Пълните стойности на тези натоварвания са краткосрочни.

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

Проектните натоварвания за изчисляване на конструкциите за якост и стабилност се определят чрез умножаване на стандартното натоварване по коефициента на безопасност при натоварване Yf, обикновено по-голям от едно, например Ж= Gnyt. Коефициент на надеждност от теглото на бетонни и стоманобетонни конструкции Yf = M; върху теглото на конструкции от бетон с леки добавъчни материали (със средна плътност 1800 kg/m3 или по-малко) и различни замазки, засипки, изолационни материали, произведени в завода, Yf = l.2, по време на монтаж Yf = l>3 ; от различни временни натоварвания в зависимост от тяхната стойност Yf = l. 2...1.4. Коефициентът на претоварване от теглото на конструкциите при изчисляване на стабилността на позицията срещу плаване, преобръщане и плъзгане, както и в други случаи, когато намаляването на масата влошава условията на работа на конструкцията, се приема yf = 0,9. При изчисляване на конструкциите на етапа на строителство изчислените краткотрайни натоварвания се умножават по коефициент 0,8. Проектните натоварвания за изчисляване на конструкции за деформации и премествания (за втората група гранични състояния) се приемат равни на стандартните стойности с коефициента Yf = l-

Разглеждат се две групи основни комбинации от товари. При изчисляване на конструкциите за основните комбинации от първата група се вземат предвид постоянни, дългосрочни и едно краткотрайни натоварвания; При изчисляване на конструкциите за основните комбинации от втората група се вземат предвид постоянни, дългосрочни и две (или повече) краткосрочни натоварвания; в този случай стойностите на краткотрайните натоварвания или съответните им сили трябва да бъдат умножени по коефициент на комбинация, равен на 0,9.

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

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

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