2018-02-14
577
Само название «предельное состояние» обозначает, что для любой конструкции при определенных условиях наступает такое состояние, при котором исчерпывается какой-то определенный предел. Условно, вывели два: первое пред.сост. – это когда исчерпывается предел прочности, устойчивости и выносливости конструкции; второе пред. сост. – когда деформации конструкции превышают предельно допустимые (ко второму предельному состоянию для железобетона также относят ограничение по возникновению и раскрытию трещин).
Существуют также:
· аварийное предельное состояние, соответствующее разрушению сооружений при аварийных воздействиях и ситуациях с катастрофическими последствиями;
· устанавливаемые в нормах или заданиях на проектирование другие предельные состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию строительных объектов.
Любой расчет начинается со сбора нагрузки. Затем следует выбор расчетной схемы и непосредственно расчет, в результате которого мы определяем усилия в конструкции: моменты, продольные и поперечные силы. И только после того, как усилия определены, мы переходим к расчетам по первому и второму предельному состоянию. Обычно они выполняются именно в такой последовательности: сначала по первому, потом по второму. Хотя бывают исключения.
Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы предотвратить: -хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением);
-потерю устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т. п.) или ее положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен, внецентренно нагруженных высоких фундаментов; расчет на всплытие заглубленных или подземных резервуаров и т. п.);
-усталостное разрушение (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки подвижной или пульсирующей: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов и перекрытий под неуравновешенные машины и т.п.);
-разрушение от совместного воздействия силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды (периодического или постоянного воздействия агрессивной среды, действия попеременного замораживания и оттаивания и т. п.).
Расчет по предельным состояниям второй группы выполняют, чтобы предотвратить:
-образование чрезмерного или продолжительного раскрытия трещин (если по условиям эксплуатации образование или продолжительное раскрытие трещин допустимо);
-чрезмерные перемещения (прогибы, углы поворота, углы перекоса и амплитуды колебаний).
Расчет по предельным состояниям конструкции в целом, а также отдельных ее элементов или частей производится для всех этапов: изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации; при этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям и каждому из перечисленных этапов.
Нагрузки, действующие на здания и сооружения. Нормативные и расчетные нагрузки, сочетания нагрузок.. Нормативные и расчетные сопротивления бетона. Коэффициенты надежности и условий работы бетона.
Классификация нагрузок. По времени действия нагрузки делят на постоянные и временные. В свою очередь, временные нагрузки делят на длительные, кратковременные и особые.
К постоянным нагрузкам относятся: масса частей зданий и сооружений, в том числе масса несущих и ограждающих строительных конструкций; масса и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление; воздействие предварительного напряжения конструкций.
К длительным нагрузкам относятся: масса стационарного оборудования (станков, аппаратов, моторов, емкостей, ленточных конвейеров, подвесных конвейеров и т. п.), и подобных зданий и помещений; длительные температурные воздействия от стационарного оборудования
нагрузкам относятся: нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (кранов, тельферов и т. п.); масса людей, деталей, ремонтных материалов в зонах
К особым нагрузкам относятся: сейсмические и взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования;
воздействия неравномерных деформаций основания, вызванных коренным изменением структуры грунта.
Нормативные и расчетные нагрузки. Установленные нормами СНиП II-6-74 нагрузки, которые могут действовать на конструкцию при ее нормальной эксплуатации, называют нормативными нагрузками.
Нормативные значения нагрузок принимают: для постоянных нагрузок — но проектным значениям геометрических и конструктивных параметров и по средним значениям плотности с учетом данных заводов-изготовителей о фактической массе конструкции; для технологических (от оборудования, приборов, материалов, обстанов-- ки, людей и др.) и монтажных нагрузок — по наибольшим значениям для нормальной эксплуатации; для атмосферных нагрузок (снеговой, ветровой)—по средним из ежегодных неблагоприятных значений.
Нагрузки, которые действуют на конструкцию в процессе ее эксплуатации, обладают определенной изменчивостью и могут отличаться от значений, установленных нормами.
Расчетные нагрузки при расчете конструкций по деформациям и перемещениям (по второй группе предельных состояний) принимают равными нормативным значениям (если не указаны иные значения).
Расчетное сопротивление бетона осевому сжатию — такая же характеристика, как и нормативное сопротивление, однако ее обеспеченность составляет: для расчета по предельным состояниям первой группы Rb — 0, 997, второй группы Rbser — 0,95.
Нормативные сопротивления бетона – это сопротивление осевому сжатию бетонных призм (призменная прочность) Rbn и сопротивление осевому растяжению Rbtn, которые определяются в зависимости от класса бетона по прочности (при обеспеченности 0,95).
Расчетные сопротивления бетона получают путем деления нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по материалу:
- расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, где 
- коэффициент надежности по бетону при сжатии, зависящий от вида бетона.
- расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, где 
- коэффициент надежности по бетону при растяжении, зависящий от вида бетона.
Нормативные нагрузки и коэффициенты надежности по нагрузке. Произведение этих величин называют расчетной нагрузкой. Значения нормативных величин постоянных нагрузок от собственной массы строительных конструкций определяют по проектным размерам конструкций и по нормативным (среднестатистическим) значениям плотностей материалов с учетом фактической массы, приведенной заводами-изготовителями, или по установленным для них стандартам.
Коэффициент надежности по нагрузке принимают дифференцированно в зависимости от характера нагрузок. Например, для нагрузки от массы конструкций, оборудования и грунтов имеют следующие значения:
Конструкции бетонные, железобетонные, каменные, армокаменные и деревянные... 1.1 (0,9)
Конструкции металлические... 1,05(0,9)
Конструкции из легких бетонов (плотностью менее 1600 кг/м3), а также изоляционные, выравнивающие и отделочные элементы конструкций (плиты, скорлупы, рулоны, засыпки, стяжки и т. п.), выполняемые:
в заводских условиях 1,2 (0,9)
на строительной площадке 1,3 (0,9)
