Лекция № 3 Некоторые положения

Лекция № 3 Некоторые положения по расчету строительных конструкций

Вопросы, подлежащие изучению: 1. Понятие о расчете по предельным состояниям. 2. Нормативные и расчетные нагрузки. 3. Нормативные и расчетные сопротивления материалов. 4. Методы расчета железобетонных конструкций.

1. Понятие о расчете по предельным состояниям (ПС) С 1954 г. строительные конструкции рассчитываются по методу предельных состояний. Под предельным состоянием понимается такое состояние конструкции, после достижения которого дальнейшая нормальная эксплуатация конструкции невозможна. Нормами установлены две группы предельных состояний: 1 -я группа – расчеты, которые определяют потерю несущей способности (прочности) или устойчивости конструкции Nвнеш. нагр. ≤ Фнесущ. способн Nвнеш. нагр – наибольшее возможное усилие (изгибающий момент, продольная сила и т. п. ), возникающее от внешних нагрузок; Фнесущ. способн – наименьшая возможная несущая способность сечения конструкции (зависит от прочности материала, формы и размеров сечения и т. п. ).

1) – несущая способность элемента на сжатие, где Rсж – расчетное сопротивление материала конструкции; – коэффициент, учитывающий продольный изгиб, (зависит от гибкости λ); А – площадь элемента. где r – радиус инерции

– радиус инерции Критическая сила – расчетная длина элемента 2) – несущаяспособность элемента на растяжение

2 -я группа : расчеты, которые устанавливают непригодность к нормальной эксплуатации конструкции, вследствие достижения недопустимых деформаций (перемещений, кренов, осадок, углов поворота и т. п. ) или чрезмерного раскрытия трещин: а) б) определенные из расчетов величины деформации конструкции и ширины раскрытия трещины; – предельная деформация конструкции (из норм); – допустимая нормами ширина раскрытия трещины.

q – относительный прогиб (задается нормами) – расчетная формула для прогиба

Свойства материалов, из которых выполняются строи- тельные конструкции, могут иметь отклонения по разным причинам от нормативных значений. Также эксплуатацион- ная нагрузка может отличаться от нормативной. Это обстоятельство учитывается коэффициентами, которые вводятся в расчетные формулы. – коэффициент надежности по нагрузке; – коэффициент надежности по материалу (учи- тываются различные браки и отклонения свойств материалов в неблагоприятную сторону); – коэффициент условия работы конструкции. Эти 3 коэффициента вместе образуют коэффициент запаса прочности конструкций.

2. Нормативные и расчетные нагрузки Когда рассчитывают конструкции по I-ой группе ПС, то пользуются расчетными нагрузками, а при расчете по II -ой группе ПС пользуются нормативными нагрузками. Нагрузки и сопротивления, используемые при расчетах по II -ой группе ПС, принимают численно равными нормативным значениям и называются сервисными: . Нормативные значения для разных видов временных нагрузок приводятся в СНи. Пе «Нагрузки и воздей- ствия» . Схемы приложения некоторых нагрузок тоже (снег, ветер и т. п. ). Расчетные нагрузки получают по следующей схеме:

В свою очередь, нагрузки делятся на постоянные (g), временные (р или v) и особые. Постоянные нагрузки – это собственный вес конструк- ций (составляющих слоев перекрытия), давление грунта. Временные: длительные, кратковременные: - длительно действующие временные нагрузки – вес оборудования, вес жидкостей и сыпучих материалов; - кратковременные нагрузки – вес людей, подвижного оборудования, ветер, снег. Особые нагрузки – сейсмические, взрывные, ураганы, оползни. Нагрузки обычно прикладываются в различных сочетаниях (постоянная + 1 или несколько временных). Выявляют реально возможные наиболее невыгодные (неблагоприятные) сочетания (комбинации) нагрузок.

3. Нормативные и расчетные сопротивления материалов Основной параметр, который характеризует способ - ность материала сопротивляться силовым воздействиям, называется сопротивлением. Нормативные сопротивления определяются по факту в ходе испытаний (при проведении расчетов определяются по классу материала В, А в строительных нормах). Расчетное сопротивление получают по следующей формуле:

4. Методы расчета железобетонных конструкций Создание первых теоретических основ расчета жбк и принципов их конструирования оказалось возможным, благодаря работам исследователей и инженеров Консидера, Генебика (Франция), Кенена, Мёрша (Германия). 1. К концу ХIX-го в. сложилась в общих чертах теория расчета железобетона по допускаемым напряжениям. До 1938 г. для расчета использовались положения этой теории. 2. В конце 1931 г. А. Ф. Лолейт (РФ) выдвинул основные положения новой теории расчета железобетона по разрушающим усилиям (нагрузкам). С 1938 г. по 1954 г. использовались ее положения (Ржаницын А. Р. , Гвоздев А. А. ) 3. С 1954 г. расчеты ЖБК (и других строительных конструкций) ведутся по методу предельных состояний (сначала в России, затем и в других странах).