Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям.
Под предельным понимают такое состояние конструкции, после достижения которого дальнейшая эксплуатация становится невозможной вследствие потери способности сопротивляться внешним нагрузкам или получения недопустимых перемещений или повреждений. Установлены две группы предельных состояний: первая группа ПС (ПС 1)- по несущей способности и пригодности к эксплуатации; вторая группа ПС (ПС 2) - по пригодности к нормальной эксплуатации.
Расчет по ПС 1 выполняется с целью предотвращения: разрушения (расчет по прочности); потери устойчивости формы (расчет на продольный изгиб);
потери устойчивости положения (расчет на опрокидывание или скольжение); усталостного выносливость). разрушения (расчет на
Расчет по ПС 2 имеет цель не допустить: развитие чрезмерных прогибов (перемещений); исключить возможность образования трещин в бетоне (если трещины не допускаются); ограничить в ширину раскрытия трещин; необходимых случаях закрытие трещин после снятия части нагрузки.
Расчет по ПС 1 является основным и используется при подборе сечений. Расчет по ПС 2 производится для тех конструкций, которые, будучи прочными, теряют пригодность по отдельным критериям, предъявляемым требованиями к нормальной эксплуатации.
Таким образом, метод ПС в отличие от применявшихся ранее методов (допускаемых напряжений, разрушающих нагрузок): значительно расширил критерии работоспособности конструкций – ввел понятие пригодности к эксплуатации и пригодности к нормальной эксплуатации; Вместо одного коэффициента запаса ввел систему расчетных коэффициентов, которые дифференцированно учитывают разные расчетные факторы; Прочность и нагрузки имеют статистическое обоснование, поэтому метод является «полувероятностным»
КРИТЕРИИ ПРИГОДНОСТИ К НОРМАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ Прогибы ограничены требованиями: эстетико-психологическими; конструктивными; технологическими; физиологическими. Ширина раскрытия трещин ограничивается требованиями: обеспечения сохранности арматуры; обеспечения непроницаемости конструкций.
Нагрузки, действующие па конструкцию, и прочностные характеристики материалов, из которых конструкция изготовлена, обладают изменчивостью и могут отличаться от средних значений. Поэтому для обеспечения того, чтобы за время нормальной эксплуатации сооружения не наступило ни одного из предельных состояний, вводится система расчетных коэффициентов, учитывающих возможные отклонения (в неблагоприятную сторону) различных факторов, влияющих на надежную работу конструкции.
коэффициенты надежности по нагрузке γf, изменчивость нагрузок или воздействий; учитывают коэффициенты надежности по материалу - бетону γb и арматуре γs, учитывают попадание материалов с прочностью ниже нормативной; коэффициенты надежности по назначению конструкции γn, учитывают степень ответственности и капитальности зданий и сооружений; коэффициенты условий работы γbi и γsi, позволяют учесть некоторые особенности работы материалов и конструкций в реальных условиях (низкие или высокие температуры, неудобство бетонирования, недостаточную анкеровку арматуры и пр. ), которые не могут быть отражены в расчетах прямым путем
Нагрузки и воздействия.
При проектировании учитывают нагрузки, возникающие как при эксплуатации сооружений, а также при изготовлении, хранении, перевозке и возведении строительных конструкций. В расчетах используют нормативные и расчетные значения нагрузок. Установленные нормами наибольшие значения нагрузок, которые могут действовать на конструкцию при ее нормальной эксплуатации, называют нормативными. Фактическая нагрузка в силу разных обстоятельств может отличаться от нормативной в большую или меньшую сторону. Это отклонение учитывается коэффициентом надежности по нагрузке γf. Эта нагрузка называется расчетной
Связь между нормативной и расчетной нагрузкой: q= qnγf , где qn - нормативная нагрузка; γf - коэффициент надежности по нагрузке. При расчете по ПС 1 γf принимают: для постоянных нагрузок γf = 1, 1. . . 1, 3; временных γf =1, 2. . . 1, 6, при расчете на устойчивость положения (опрокидывание, скольжение, всплытие), когда уменьшение веса конструкции ухудшает условия ее работы, принимают γf < 1. Расчет конструкций по ПС 2, учитывая меньшую опасность их наступления, производят на расчетные нагрузки при γf =1.
КОФФИЦИЕНТЫ НАДЕЖНОСТИ ПО НАГРУЗКЕ (СП 20. 13330 -2011)
Нагрузки и воздействия на здания и сооружения в зависимости от продолжительности действия различают постоянные (Pd) и временные. Временные подразделяются на: • длительные (Pl); • кратковременные (Pt); • особые (Ps).
К постоянным нагрузкам относятся: вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих. конструкций; вес и давление грунтов (насыпей, засыпок); воздействие предварительного напряжения; гидростатическое давление.
К временным длительным нагрузкам относятся: вес временных перегородок; вес стационарного оборудования; давление жидкостей, газов и сыпучих тел в емкостях, трубопроводах; нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажей в складах, холодильниках, книгохранилищах, библиотеках и подсобных помещениях; осадки грунтов, не сопровождающиеся изменением структуры грунтов; пониженные значения нагрузок от веса людей, оборудования, подъемно-транспортного оборудования и климатических нагрузок.
К кратковременным нагрузкам относятся: нагрузки от веса людей, оборудования на перекрытия жилых и общественных зданий с полными нормативными значениями; нагрузки от подъемно-транспортного оборудования; климатические (снеговые, температурные и гололедные); нагрузки, возникающие ремонте конструкций. при ветровые, монтаже или
К особым нагрузкам относят воздействия: сейсмические; взрывные; аварийные при поломке оборудования; просадки грунтов основания, сопровождающиеся изменением структуры грунта; нагрузки, обусловленные пожаром.
Нормативные значения равномерно распределенных нагрузок на перекрытия зданий по СП 20. 13330. 2011
Здания и сооружения подвергаются одновременному действию различных нагрузок, поэтому расчет их должен выполняться с учетом наиболее неблагоприятного сочетания этих нагрузок или усилий, вызванных ими. дновременного оятность Малая появления наибольших нагрузок или усилий учитывается коэффициентами сочетаний для длительной нагрузки li и кратковременной нагрузки ti. li , ti ≤ 1
В зависимости от состава учитываемых нагрузок различают: 1. Основные сочетания нагрузок из постоянных, длительных и кратковременных Сm = Pd + Σ( li Pli) + Σ( ti Plt) , 2. Особые сочетания нагрузок, состоящие из из постоянных, длительных и кратковременных и одной из особых нагрузок С s = С m + P s,
Значения расчетных нагрузок умножаются на коэффициент надежности по ответственности конструкции, учитывающий степень материального и социального ущерба при аварии зданий и сооружений. для зданий и сооружений (Зи. С) повышенного уровня ответственности n=1, 1; для Зи. С нормального уровня ответственности n= 1; для Зи. С пониженного уровня ответственности n=0, 8.
Основные положения расчета.
При расчете по ПС 1 должно выполняться условие: F ≤ F u; F- усилие в элементе от расчетных нагрузок; Fu – предельное усилие, воспринимаемое сечением.
ПС 2 характеризуется такими признаками, при которых эксплуатация конструкции или сооружения хотя и затруднена, но полностью не исключается, т. е. конструкция становится непригодной лишь к нормальной эксплуатации. v v по прогибам (перемещениям): f ≤ fu f – прогиб от нормативной нагрузки; fu – предельно допустимое значение прогиба; по образованию трещин: Fn≤ Fcrc Fn- усилие от нормативной нагрузки; Fcrc- усилие при котором возникают трещины в элементе; по раскрытию трещин: acrc ≤ acrc, u acrc – ширина раскрытия трещин от внешних нагрузок; acrc, u – предельно допустимая ширина раскрытия трещины; v
Скачать презентацию Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям Под
ПС ЖБК.pptx