Suština proračuna graničnih stanja. Osnove proračuna za granična stanja Granična stanja 1. grupe
Proračun strukture u cilju sprečavanja graničnih stanja prve grupe izražava se nejednakošću:
N ≤ F, (2.1)
gdje N- sila u elementu koji se razmatra (uzdužna sila, moment savijanja, poprečna sila) od djelovanja graničnih projektnih vrijednosti opterećenja; F je nosivost elementa.
Za provjeru graničnih stanja prve grupe koriste se granične projektne vrijednosti opterećenja F m, određene formulom:
F m = F 0 g fm ,
gdje F0- karakterističnu vrijednost opterećenja, gfm,- faktor pouzdanosti za graničnu vrijednost opterećenja, uzimajući u obzir moguće odstupanje opterećenja u nepovoljnom smjeru. Karakteristične vrijednosti opterećenja F0 i vrijednosti koeficijenata gfm utvrđeno u skladu sa DBN. Odjeljci 1.6 - 1.8 ovog metodološkog razvoja posvećeni su ovim pitanjima.
Prilikom izračunavanja opterećenja, u pravilu se uzima u obzir faktor pouzdanosti za svrhu konstrukcije gn, čije su vrijednosti, ovisno o klasi odgovornosti objekta i vrsti projektne situacije, date u tabeli. 2.3. Tada će izraz za određivanje graničnih vrijednosti opterećenja imati oblik:
F m = F 0 g fm ∙g n
Desna strana nejednakosti (1.1) može se predstaviti kao:
F \u003d S R y g c,(2.2)
gdje Ry- projektnu otpornost čelika, utvrđenu granom tečenja; S- geometrijska karakteristika presjeka (u napetosti ili kompresiji S je površina poprečnog presjeka ALI, pri savijanju - moment otpora W); gc- koeficijent uslova rada konstrukcije čije su vrijednosti, u zavisnosti od materijala konstrukcije, utvrđene odgovarajućim standardima. Za čelične konstrukcije, vrijednosti gc date su u tabeli. 2.4.
Zamjenom vrijednosti (2.2) u formulu (2.1) dobijamo uslov
N ≤ S R y g c
Za rastegnute elemente sa S=A
N ≤ A R y g c
Dijeljenje lijeve i desne strane nejednakosti površinom ALI, dobijamo stanje čvrstoće rastegnutog ili stisnutog elementa:
Za savijanje elemenata sa S=W onda
M ≤ W R y g c
Iz posljednjeg izraza slijedi formula za provjeru čvrstoće elementa za savijanje
Formula za provjeru stabilnosti komprimovanog elementa je:
gdje φ – koeficijent izvijanja u zavisnosti od fleksibilnosti šipke
Tabela 2.4 - Koeficijent uslova rada g sa
| Strukturni elementi | g sa |
| 1. Pune grede i komprimovani elementi podnih rešetki ispod sala pozorišta, klubova, bioskopa, ispod prostorija prodavnica, arhiva i dr. sa privremenim opterećenjem koje ne prelazi težinu plafona 2. Stubovi javnih zgrada i oslonci vodotornja. 3. Stubovi jednospratnih industrijskih zgrada sa nadzemnim dizalicama 4. Sabijeni glavni elementi (osim nosećih) rešetke kompozitnog T preseka iz uglova zavarenih rešetki obloga i plafona u proračunima za stabilnost ovih sa fleksibilnošću l ≥ 60 5. Pufovi, šipke, podupirači, suspenzije u proračunima čvrstoće u neoslabljenim presjecima 6. Konstruktivni elementi izrađeni od čelika čvrstoće do 440 N/mm 2, koji podnose statičko opterećenje, u proračunima čvrstoće u presjeku oslabljenom vijkom rupe (osim tarnih spojeva) 8. Sabijeni elementi iz pojedinačnih uglova pričvršćeni jednom policom (za nejednake uglove - manja polica) sa izuzetkom rešetkastih elemenata prostornih konstrukcija i ravnih rešetki iz jednouglova 9 Osnovne ploče od čelika sa Granica tečenja do 390 N/mm 2, nosi statičko opterećenje, debljina, mm: a) do 40 uključujući b) od 40 do 60 uključujući c) od 60 do 80 uključujući | 0,90 0,95 1,05 0,80 0,90 1,10 0,75 1,20 1,15 1,10 |
| Napomene: 1. Koeficijenti g sa< 1 при расчете одновременно учитывать не следует. 2. При расчетах на прочность в сечении, ослабленном отверстиями для болтов, коэффициенты gsa pos. 6 i 1, 6 i 2, 6 i 5 treba uzeti u obzir istovremeno. 3. Prilikom proračuna osnovnih ploča, koeficijenti dati u poz. 9 i 2, 9 i 3 treba uzeti u obzir istovremeno. 4. Prilikom proračuna veza, koeficijenti g sa za elemente date u poz. 1 i 2 treba uzeti u obzir zajedno sa faktorom g in. 5. U slučajevima koji nisu navedeni u ovoj tabeli, u proračunu treba uzeti formule g sa =1 |
Prilikom proračuna konstrukcija koje rade u ponovljenim uvjetima opterećenja (na primjer, pri proračunu kranskih greda), ciklično projektno opterećenje koristi se za određivanje sila čija je vrijednost određena formulom.
Fizičko značenje graničnih stanja.
I raditi na graničnim stanjima
Tema 4.2.1. Koncept graničnih stanja građevinskih konstrukcija
1. ograničavajući pozvao države zgrade, konstrukcije, temelji ili konstrukcije u kojima:
A) prestati ispunjavati operativne zahtjeve
B) kao i zahtjevima navedenim prilikom njihove izgradnje.
2. Grupe graničnih stanja konstrukcija (građevina):
a) prva grupa
- gubitak nosivosti ili neispravnost za rad. Stanja ove grupe smatraju se ograničavajućim ako se u K pojavilo opasno stanje naprezanja ili deformacije ili je došlo do kolapsa;
B) druga grupa - zbog neprikladnosti za normalan rad. Normalno- to je rad zgrade (K) u skladu sa normativima: tehnološkim ili životnim uslovima.
Primjer. Konstrukcija nije izgubila nosivost, tj. ispunjava zahtjeve prve grupe PS, ali svojim deformacijama (progibima ili naprslinama) narušava tehnološki proces ili normalne uslove za boravak ljudi u prostoriji.
Primjeri graničnih stanja 1. i 2. grupe.
1. Granična stanja prve grupe uključuju:
a) opšti gubitak stabilnosti oblika (sl. 2.1, a, b - str. 26);
b) gubitak stabilnosti položaja (sl. 2.1, c, d);
c) krt, duktilni ili drugi tip loma (slika 2.1, e);
d) uništenje pod kombinovanim uticajem faktora sile i spoljašnje sredine itd.
2. Granična stanja druge grupe obuhvataju stanja koja ometaju normalan rad K (Z) ili smanjuju njihovu trajnost zbog neprihvatljivih pomaka (progiba, slijeganja, uglova rotacije), vibracija i pukotina.
Primjer 1. Snažna, pouzdana kranska greda se savijala više od standardne. Mostna dizalica s opterećenjem "napušta jamu" zbog otklona grede, što stvara nepotrebna opterećenja na čvorovima i pogoršava uvjete za normalan rad.
Primjer 2. Kada se drveni ožbukani strop spusti > od 1/300 raspona, žbuka otpada. Snaga snopa nije iscrpljena, ali su narušeni uslovi života i postoji opasnost po zdravlje ljudi.
Primjer 3. Prekomjerno otvaranje pukotina, koje su dozvoljene u armiranom betonu i AB, ali su ograničene normama.
1. Svrha metode proračun SC prema graničnim stanjima: da se spriječi bilo koje od graničnih stanja u K (Z) tokom njihovog rada tokom njihovog vijeka trajanja i tokom izgradnje.
2. Suština proračuna za granična stanja - veličina sila, naprezanja, deformacija, otvaranja pukotina ili drugih utjecaja ne smije prelaziti granične vrijednosti prema standardima projektovanja.
I one. granično stanje neće nastupiti ako navedeni faktori ne prelaze vrijednosti utvrđene standardima.
B) složenost proračuna u određivanju napona, deformacija i sl. u konstrukcijama od opterećenja. Nije ih teško uporediti sa limitom.
po graničnim stanjima 1. grupe
1. Proračun po graničnim stanjima prve grupe - proračun po nosivosti (nepogodnost za rad).
2. Svrha obračuna - spriječiti nastanak bilo kakvog graničnog stanja prve grupe, tj. kako bi se osigurala nosivost i K, i svih Z u cjelini.
3. Osigurana je nosivost konstrukcije , ako
N ≤ F (2.1)
N- izračunati, tj. najveće moguće sile koje se mogu javiti u presjeku elementa (za sabijene i rastegnute elemente to je uzdužna sila, za elemente savijanja moment savijanja itd.).
F- najmanja moguća nosivost presjeka elementa koji je podvrgnut sabijanju, zatezanju ili savijanju zavisi od čvrstoće materijala K, geometrije (oblika i dimenzija) presjeka i izražava se:
F \u003d (R; A) (2.2)
R- konstrukcijska otpornost materijala - jedna od glavnih karakteristika čvrstoće materijala
ALI- geometrijski faktor (površina poprečnog presjeka - pri zatezanju i kompresiji, moment otpora - pri savijanju, itd.).
4. Za neke konstrukcije, nosivost je osigurana ako
σ ≤ R(2.3)
gdje σ - normalni naponi u presjeku K (ponekad tangencijalni, glavni, itd.).
Struktura i sadržaj glavnih proračunskih formula u proračunu
po graničnim stanjima 2. grupe ( p.s)
1. Svrha obračuna - spriječiti granična stanja druge grupe, tj. osigurati normalan rad SC ili zgrade. P.S. druga grupa neće doći pod uslovom:
f - deformacija konstrukcije (pomak, ugao rotacije presjeka, itd.).
Bilješka. Deformacije: kod savijanja - otklon SC, šipke - skraćivanje ili izduženje, baze - visina slijeganja
2. Do p.s. Grupa 2 - formiranje prekomjernih pukotina. Važe za ZhBK i KK. Širina njihovog otkrivanja, kao i otklona, ograničena je normama.
Od 1955. godine ova metoda je uvedena u praksu proračuna građevinskih konstrukcija. Graničnim stanjem naziva se takvo stanje konstrukcije u kojem je nemoguć njen daljnji normalan rad. U skladu sa građevinskim propisima i propisima (SNiP), ustanovljena su tri granična stanja: prvo granično stanje, određeno nosivošću (čvrstoća ili stabilnost); drugo granično stanje, koje se javlja kada se pojave prekomjerne deformacije ili vibracije koje narušavaju normalan rad; treće granično stanje koje nastaje stvaranjem pukotina ili drugih lokalnih oštećenja. Proračun za prvo granično stanje je jedna od opcija za izračunavanje graničnih (destruktivnih) opterećenja, ali se za razliku od potonjeg uzima u obzir i vjerovatnoća nastupanja graničnog stanja. Prilikom izračunavanja po graničnim stanjima, umjesto jednog opšteg faktora sigurnosti, uvode se tri posebna faktora. Faktor preopterećenja n1 uzima u obzir netočnosti u određivanju opterećenja. Obično se opterećenje postavlja normama na osnovu rezultata dugoročnih promatranja. Takvo opterećenje se naziva normativno Rn. Stvarno opterećenje može odstupiti od standarda u nepovoljnom smjeru. Da bi se uračunalo takvo odstupanje, uvodi se faktor preopterećenja. Množenjem standardnog opterećenja ovim koeficijentom, dobije se izračunato opterećenje: P n. Stepen tačnosti u određivanju različitih opterećenja nije isti, stoga se za svaku vrstu opterećenja uvodi svoj faktor preopterećenja. Najpreciznije se može izračunati trajno opterećenje (sopstvena težina konstrukcije), pa se pretpostavlja da je faktor preopterećenja mali n 1,1. Privremeno opterećenje - težina voza, gužva, pritisak na strukturu vjetra, snijeg - ne može se precizno izračunati. S tim u vezi uvode se povećani faktori preopterećenja za takva opterećenja. Na primjer, za opterećenje snijegom n 1.4. Projektno opterećenje se dobiva zbrajanjem svih vrsta aktivnih opterećenja pomnoženih s odgovarajućim faktorima preopterećenja. Koeficijent ujednačenosti materijala k 1, uzimajući u obzir moguće smanjenje čvrstoće materijala u odnosu na utvrđene norme i naziva se normativna otpornost.Proračunska otpornost ovog materijala dobija se množenjem normativne otpornosti sa koeficijentom uniformnosti. Što je materijal homogeniji, to je koeficijent k bliži jedinici. Normativni otpor je napon koji se, u najmanju ruku, mora osigurati prilikom ispitivanja uzoraka materijala date marke. Za duktilne materijale kao normativni otpor uzima se najniža vrijednost granice popuštanja, a za lomljive materijale vlačna čvrstoća. Na primjer, za čelik razreda St.3, normativna vrijednost granice popuštanja je MPa. U stvarnosti su moguća neka odstupanja u jednom ili drugom smjeru, pa se koeficijent uniformnosti uzima k = 0,85 - 0,9, a izračunati otpor se ispostavi da je jednak aPM. Koeficijent radnih uslova m, koji uzima u obzir sve druge vrlo raznolike okolnosti koje mogu uzrokovati smanjenje nosivosti konstrukcije, kao što su: specifičnosti rada materijala, nepreciznosti u proračunskim pretpostavkama, proizvodne nepreciznosti, uticaj vlažnosti, temperature, neravnomerne raspodele naprezanja po preseku i drugih faktora koji nisu direktno uključeni u proračun. Pod nepovoljnim uslovima prihvataju, pod normalnim, pod posebno povoljnim uslovima, u nekim slučajevima prihvataju m 1. Glavni uslov za projektovanje metode graničnog stanja može se zapisati u opštem obliku na sledeći način: gde je N projektna sila, tj. sila (ili moment savijanja) od standardnih opterećenja pomnožena s odgovarajućim faktorima preopterećenja; – normativni otpori materijala (zatezna čvrstoća, granica popuštanja); su koeficijenti homogenosti; S - geometrijske karakteristike presjeka (površina, moment otpora); jedan,. .i – koeficijenti uslova rada; f je funkcija koja odgovara vrsti napora (kompresija, napetost, torzija, savijanje, itd.). Prilikom proračuna konstrukcijskih elemenata koji rade na napetost ili kompresiju, uvjet metode graničnog stanja može se zapisati u sljedećem obliku: gdje je N projektna sila; FNT - područje (mreža) opasnog dijela. Pri proračunu greda uvjet se zapisuje na sljedeći način: Rm, gdje je M projektni moment savijanja; W je modul presjeka; m je koeficijent radnih uslova, koji se za preostale grede u većini slučajeva uzima jednakim jedan. U ovom slučaju moguća su dva slučaja. Dozvoljena zaostala deformacija prema radnim uslovima. U ovom slučaju, nosivost grede je određena momentom savijanja: , gdje je WPL plastični moment otpora; R je izračunati otpor. Ako su zaostala progiba neprihvatljiva, tada se graničnim stanjem smatra ono u kojem naponi u krajnjim vanjskim vlaknima dostižu projektni otpor. Nosivost se određuje iz uvjeta W, gdje je W modul presjeka pri radu u elastičnom stupnju. Prilikom određivanja nosivosti I-greda i sličnih greda sa tankim zidovima i teškim tetivama, preporuča se u svim slučajevima koristiti prethodnu formulu MR W. Proračun statički neodređenih greda provodi se pod pretpostavkom da su momenti savijanja jednaki na mjestima gdje se mogu formirati plastične šarke. Metode proračuna se odabiru ovisno o radnim uvjetima konstrukcije i zahtjevima koji se na nju odnose. Ako je prema radnim uvjetima potrebno ograničiti količinu deformacija konstrukcije, vrši se proračun krutosti. Naravno, proračun za krutost ne zamjenjuje proračun za čvrstoću, ali postoje slučajevi kada se dimenzije poprečnog presjeka konstrukcijskih elemenata temeljene na krutosti pokažu veće od onih izračunatih za čvrstoću. U ovom slučaju, glavni, odlučujući za ovaj dizajn je proračun krutosti.
1. Suština metode
Metoda proračuna konstrukcija po graničnim stanjima je daljnji razvoj metode proračuna po destruktivnim silama. Pri proračunu ovom metodom jasno se utvrđuju granična stanja konstrukcija i uvodi sistem projektnih koeficijenata koji garantuje konstrukciju od nastupanja ovih stanja pri najnepovoljnijim kombinacijama opterećenja i pri najnižim vrijednostima karakteristika čvrstoće. materijala.
Faze razaranja, ali sigurnost konstrukcije pod opterećenjem ne ocjenjuju se jednim sintetizirajućim faktorom sigurnosti, već sistemom projektnih koeficijenata. Konstrukcije projektovane i proračunate metodom graničnog stanja su nešto ekonomičnije.
2. Dvije grupe graničnih stanja
Graničnim stanjima smatraju se ona stanja u kojima konstrukcije prestaju ispunjavati zahtjeve koji im se postavljaju tijekom rada, odnosno gube sposobnost otpornosti na vanjska opterećenja i utjecaje ili primaju neprihvatljiva kretanja ili lokalna oštećenja.
Armiranobetonske konstrukcije moraju ispunjavati zahtjeve proračuna za dvije grupe graničnih stanja: za nosivost - prva grupa graničnih stanja; prema prikladnosti za normalan rad - druga grupa graničnih stanja.
gubitak stabilnosti oblika konstrukcije (proračun stabilnosti tankozidnih konstrukcija i sl.) ili njenog položaja (proračun za prevrtanje i klizanje potpornih zidova, ekscentrično opterećenih visokih temelja; proračun uspona ukopanih ili podzemnih rezervoara itd. .);
kvar na zamor (analiza zamora konstrukcija pod uticajem ponavljajućeg pokretnog ili pulsirajućeg opterećenja: kranske grede, pragovi, temelji okvira i plafoni za neuravnotežene mašine itd.);
uništavanje kombinovanim dejstvom faktora sile i nepovoljnih uticaja okoline (periodična ili stalna izloženost agresivnom okruženju, delovanje naizmeničnog smrzavanja i odmrzavanja, itd.).
Proračun za granična stanja druge grupe vrši se kako bi se spriječilo:
stvaranje prekomjernog ili produženog otvaranja pukotina (ako je stvaranje ili produženo otvaranje pukotina dozvoljeno u radnim uvjetima);
prekomjerni pokreti (progibi, uglovi rotacije, nagnuti uglovi i amplitude vibracija).
Proračun graničnih stanja konstrukcije u cjelini, kao i njenih pojedinačnih elemenata ili dijelova, vrši se za sve faze: proizvodnju, transport, montažu i rad; ujedno, projektne šeme moraju biti u skladu sa usvojenim projektnim rješenjima i svakom od navedenih faza.
3. Procijenjeni faktori
Projektni faktori - opterećenja i mehaničke karakteristike betona i armature (zatezna čvrstoća, granica popuštanja) - imaju statističku promjenjivost (raspršenost vrijednosti). Opterećenja i dejstva se mogu razlikovati od date verovatnoće prekoračenja prosečnih vrednosti, a mehaničke karakteristike materijala mogu se razlikovati od date verovatnoće pada prosečnih vrednosti. Proračuni graničnog stanja uzimaju u obzir statističku varijabilnost opterećenja i mehaničkih karakteristika materijala, nestatističke faktore i razne nepovoljne ili povoljne fizičko-hemijske i mehaničke uslove za rad betona i armature, proizvodnju i rad elemenata zgrada i konstrukcija. . Opterećenja, mehaničke karakteristike materijala i projektni koeficijenti su normalizirani.
Vrijednosti opterećenja, otpora betona i armature postavljene su prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i efekti" i "Betonske i armirano-betonske konstrukcije".
4. Klasifikacija opterećenja. Regulatorna i projektna opterećenja
Ovisno o trajanju djelovanja, opterećenje se dijeli na trajno i privremeno. Privremena opterećenja se, pak, dijele na dugoročna, kratkoročna, posebna.
Opterećenja od težine nosivih i ogradnih konstrukcija zgrada i objekata, mase i pritiska tla, te utjecaja prednaprezanja armiranobetonskih konstrukcija su konstantna.
Dugotrajna opterećenja su od težine stacionarne opreme na podovima - alatnih mašina, aparata, motora, rezervoara itd.; pritisak gasova, tečnosti, rasutih materija u kontejnerima; tereti u skladištima, hladnjačama, arhivima, bibliotekama i sličnim zgradama i objektima; dio privremenog opterećenja utvrđenog normama u stambenim zgradama, kancelarijskim i ugostiteljskim prostorijama; dugotrajni temperaturni tehnološki efekti od stacionarne opreme; opterećenja od jedne mostne ili jedne mostne dizalice, pomnožene koeficijentima: 0,5 za kranove srednje opterećenja i 0,7 za teška dizalica; opterećenja snijegom za III-IV klimatske regije sa koeficijentima 0,3-0,6. Navedene vrijednosti krana, nekih privremenih i snježnih opterećenja dio su njihove ukupne vrijednosti i unose se u proračun uzimajući u obzir trajanje djelovanja ovih vrsta opterećenja na pomake, deformacije i pucanje. Pune vrijednosti ovih opterećenja su kratkoročne.
Kratkoročna su opterećenja od težine ljudi, delova, materijala u oblastima održavanja i popravke opreme - stazama i drugim prostorima slobodnim od opreme; dio opterećenja na podovima stambenih i javnih zgrada; opterećenja koja nastaju tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje konstrukcijskih elemenata; opterećenja od nadzemnih i mostnih dizalica koje se koriste u izgradnji ili radu zgrada i građevina; opterećenje snijegom i vjetrom; temperaturno klimatski efekti.
Posebna opterećenja uključuju: seizmičke i eksplozivne efekte; opterećenja uzrokovana kvarom ili kvarom opreme i oštrim kršenjem tehnološkog procesa (na primjer, s naglim povećanjem ili smanjenjem temperature, itd.); utjecaj neravnomjernih deformacija podloge, praćene temeljnom promjenom strukture tla (na primjer, deformacije tla koje se slijegao tijekom namakanja ili tla permafrost tokom odmrzavanja) itd.
Normativna opterećenja su određena normama prema unaprijed određenoj vjerovatnoći prekoračenja prosječnih vrijednosti ili prema nominalnim vrijednostima. Regulatorna konstantna opterećenja uzimaju se prema projektnim vrijednostima geometrijskih i strukturnih parametara i prema vrijednostima prosječne gustoće. Regulatorna privremena tehnološka i instalacijska opterećenja postavljena su na najveće vrijednosti predviđene za normalan rad; snijeg i vjetar - prema prosjeku godišnjih nepovoljnih vrijednosti ili prema nepovoljnim vrijednostima koje odgovaraju određenom prosječnom periodu njihovog ponavljanja.
Projektna opterećenja za projektovanje konstrukcija za čvrstoću i stabilnost određuju se množenjem standardnog opterećenja sa faktorom sigurnosti opterećenja Vf, obično većim od jedan, na primjer g=gnyf. Koeficijent pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; od težine konstrukcija od betona na lakim agregatima (prosječne gustine 1800 kg/m3 ili manje) i raznih estriha, zasipanja, grijača, izvedenih u fabrici, Yf = l.2, pri ugradnji yf = \.3 ; od raznih privremenih opterećenja u zavisnosti od njihove vrijednosti yf = it 2. 1.4. Koeficijent preopterećenja od težine konstrukcija pri proračunu stabilnosti položaja na uspon, prevrtanje i klizanje, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava uslove za rad konstrukcije, uzima se 7f = 0,9. Prilikom proračuna konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja se množe sa faktorom 0,8. Projektna opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu grupu graničnih stanja) uzimaju se jednaka standardnim vrijednostima sa koeficijentom Yf -1-
kombinacija opterećenja. Konstrukcije moraju biti projektovane za različite kombinacije opterećenja ili odgovarajućih sila ako se proračun vrši prema neelastičnoj shemi. U zavisnosti od sastava opterećenja koje se uzima u obzir, razlikuju se: glavne kombinacije koje se sastoje od stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja ili sila od nx; posebne kombinacije koje se sastoje od trajnih, dugoročnih, mogućih kratkoročnih i jednog od posebnih opterećenja ili napora od njih.
Razmatra se pet grupa osnovnih kombinacija opterećenja. Pri proračunu konstrukcija za glavne kombinacije prve grupe uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i jedno kratkotrajna opterećenja; u proračunu konstrukcija za glavne kombinacije druge grupe uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i dva (ili više) kratkoročna opterećenja; dok su vrijednosti kratkoročne
opterećenja ili odgovarajuće sile treba pomnožiti sa faktorom kombinacije jednakim 0,9.
Prilikom proračuna konstrukcija za posebne kombinacije, vrijednosti kratkotrajnih opterećenja ili odgovarajućih sila treba pomnožiti sa faktorom kombinacije jednakim 0,8, osim u slučajevima navedenim u standardima projektiranja zgrada i konstrukcija u seizmičkim područjima.
Također je dozvoljeno smanjiti živa opterećenja pri proračunu greda i prečki, ovisno o površini opterećenog poda.
5. Stepen odgovornosti zgrada i objekata
Stepen odgovornosti zgrade i objekata kada objekti dostignu granična stanja određen je visinom materijalne i društvene štete. Prilikom projektovanja konstrukcija treba uzeti u obzir faktor pouzdanosti za potrebe jedinstvenog preduzeća, čija vrednost zavisi od klase odgovornosti zgrada ili objekata. Granične vrijednosti nosivosti, izračunate vrijednosti otpora, granične vrijednosti deformacija, otvora pukotina, ili izračunate vrijednosti opterećenja, sila ili drugih uticaja treba pomnožiti sa ovim koeficijentom prema svrha.
Eksperimentalna istraživanja provedena u tvornicama montažnih armiranobetonskih proizvoda pokazala su da je za teški beton i beton na poroznim agregatima koeficijent varijacije V
0,135, što je prihvaćeno u normama.
U matematičkoj statistici, koristeći pa ili ni jedno ni drugo, procjenjuje se vjerovatnoća ponavljanja vrijednosti privremenog otpora manjeg od V. Ako prihvatimo x = 1,64, tada je vjerovatno ponavljanje vrijednosti<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.
Prilikom kontrole klase betona u smislu aksijalne vlačne čvrstoće, normativna otpornost betona na aksijalnu vlačnu čvrstoću Rbtn uzima se jednaka njegovoj garantiranoj čvrstoći (klasi) na. aksijalno istezanje.
Projektna otpornost betona za proračun za prvu grupu graničnih stanja određena je dijeljenjem standardnih otpora sa odgovarajućim faktorima sigurnosti betona pri kompresiji ybc = 1,3 prn vlačna ^ = 1,5, au kontroli vlačne čvrstoće yy = 1,3 . Projektna otpornost betona na aksijalnu kompresiju
Izračunata tlačna čvrstoća teškog betona klasa B50, B55, B60 množi se koeficijentima koji uzimaju u obzir osobitost mehaničkih svojstava betona visoke čvrstoće (smanjenje deformacija puzanja), odnosno jednakim 0,95; 0,925 i 0,9.
Vrijednosti projektne otpornosti betona sa zaobljenjem date su u App. I.
Pri proračunu konstrukcijskih elemenata izračunati otpori betona Rb i Rbt se smanjuju, au nekim slučajevima povećavaju množenjem odgovarajućih koeficijenata uslova rada betona uj, uzimajući u obzir svojstva betona: trajanje opterećenja i njegovo ponovljeno ponavljanje; uslove, prirodu i fazu rada objekta; način njegove izrade, dimenzije poprečnog presjeka itd.
Projektna otpornost na pritisak armature Rsc koja se koristi u proračunu konstrukcija za prvu grupu graničnih stanja, kada se armatura vezuje za beton, uzima se jednaka odgovarajućoj projektnoj vlačnoj čvrstoći armature Rs, ali ne većoj od 400 MPa (na osnovu krajnja kompresibilnost betonske kade). Prilikom proračuna konstrukcija za koje se proračunska otpornost betona uzima za dugotrajno opterećenje, uzimajući u obzir koeficijent radnih uslova y&2 Prilikom proračuna konstrukcijskih elemenata, projektni otpori armature se smanjuju ili u nekim slučajevima povećavaju množenjem s odgovarajućim koeficijentima radnih uslova ySi, uzimajući u obzir mogućnost nepotpunog korištenja njegovih karakteristika čvrstoće zbog neravnomjerne raspodjele naprezanja u poprečnom presjeku. , niska čvrstoća betona, uslovi sidrenja, prisustvo savijanja, priroda dijagrama zatezanja čelika, promena njegovih svojstava u zavisnosti od uslova rada konstrukcije itd. Prilikom proračuna elemenata za djelovanje poprečne sile, projektni otpori poprečne armature se smanjuju uvođenjem koeficijenta radnih uslova -um ^ OD, koji uzima u obzir neravnomjernu raspodjelu napona u armaturi po dužini armature. nagnutom presjeku. Osim toga, za zavarenu poprečnu armaturu od žice klase Vr-I i šipku klase A-III uvodi se koeficijent Vs2=0,9 koji uzima u obzir mogućnost krtog loma zavarenog spoja stezaljki. Table 1 i 2 app. v. Pored toga, projektovane otpore Rs, Rsc i Rsw treba pomnožiti sa koeficijentima radnih uslova: Ys3, 7 * 4 - sa ponovljenom primenom opterećenja (vidi Poglavlje VIII); ysb^lx/lp ili uz 1x/1ap - u zoni prenosa naprezanja i u zoni ankerisanja nenategnute armature bez ankera; 7 ^ 6 - pri obradi armature visoke čvrstoće pri naponima iznad uslovne granice popuštanja (7o.2. Projektna otpornost armature za proračun za drugu grupu graničnih stanja postavljena je na faktor pouzdanosti za armaturu 7s = 1, tj. uzimaju se jednake standardnim vrijednostima Rs, ser = Rsn i uzimaju se u obzir sa koeficijentom radnih uslova armature Otpornost na pukotine armiranobetonske konstrukcije je njezina otpornost na stvaranje pukotina u stupnju I naponsko-deformacijskog stanja ili otpor otvaranju pukotina u stupnju II naponsko-deformacijskog stanja. U proračunu se postavljaju različiti zahtjevi na otpornost na pukotine armiranobetonske konstrukcije ili njenih dijelova, ovisno o vrsti armature koja se koristi. Ovi zahtjevi se odnose na normalne pukotine i pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa i podijeljeni su u tri kategorije: Otvaranje pukotina pod djelovanjem stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja smatra se kratkim; kontinuirano otvaranje pukotine smatra se pod djelovanjem samo stalnih i dugotrajnih opterećenja. Maksimalna širina otvora pukotine (accr - kratka i accr2 duga), koja obezbeđuje normalan rad objekata, otpornost armature na koroziju i trajnost konstrukcije, u zavisnosti od kategorije zahteva za otpornost na pukotine, ne bi trebalo da prelazi 0,05- 0,4 mm (Tabela II.2). Prednapregnuti elementi pod pritiskom tečnosti ili gasa (rezervoari, potisne cevi i sl.), u potpuno zategnutom delu sa šipkom ili žičanom armaturom, kao i u delimično sabijenom delu sa žičanom armaturom prečnika 3 mm ili manje, moraju ispunjavati zahtjevima prve kategorije. Ostali prednapregnuti elementi, u zavisnosti od projektnih uslova i vrste armature, moraju ispunjavati uslove druge ili treće kategorije. Postupak uzimanja u obzir opterećenja u proračunu otpornosti na pukotine ovisi o kategoriji zahtjeva za otpornost na pukotine: sa zahtjevima prve kategorije, proračun se vrši prema projektnim opterećenjima sa faktorom sigurnosti za opterećenje yf> l (kao u proračunu za snagu); prema zahtjevima druge i treće kategorije, proračun se vrši za djelovanje opterećenja s koeficijentom V / \u003d b Proračun za stvaranje pukotina kako bi se utvrdila potreba za provjerom kratkotrajnog otvaranja pukotina za zahtjevima druge kategorije, proračun za formiranje pukotina se vrši za djelovanje projektnih opterećenja sa koeficijentom yf>U provjere otvaranja pukotine prema zahtjevima treće kategorije se vrše pod djelovanjem opterećenja sa koeficijentom Y / -1. U proračunu otpornosti na pucanje uzima se u obzir zajedničko djelovanje svih opterećenja, osim posebnih. Posebna opterećenja se uzimaju u obzir u proračunu nastanka pukotina u slučajevima kada pukotine dovode do katastrofalne situacije. Proračun zatvaranja pukotina prema zahtjevima druge kategorije vrši se za djelovanje stalnih i dugotrajnih opterećenja sa koeficijentom y/-1. Postupak obračuna opterećenja dat je u tabeli. P.Z. Na krajnjim presjecima prednapregnutih elemenata u dužini zone prijenosa naprezanja sa armature na beton 1P nije dozvoljeno pucanje pri kombinovanom djelovanju svih opterećenja (osim posebnih) unesenih u proračun sa koeficijentom Y / = L OVO zahtjev je zbog činjenice da prijevremeno pucanje betona na krajnjim dijelovima elemenata - može dovesti do izvlačenja armature iz betona pod opterećenjem i iznenadnog loma. povećanje otklona. Utjecaj ovih pukotina uzima se u obzir u konstrukcijskim proračunima. Za elemente koji rade u S& uslovima djelovanja ponovljenih opterećenja i proračunatih na izdržljivost, nije dozvoljeno stvaranje takvih pukotina. Granična stanja prve grupe. Proračun čvrstoće polazi od III faze naponsko-deformacijskog stanja. Presjek konstrukcije ima potrebnu čvrstoću ako sile od projektnih opterećenja ne prelaze sile koje presjek opaža pri projektnim otporima materijala, uzimajući u obzir koeficijent radnih uvjeta. Sila iz projektnih opterećenja T (na primjer, moment savijanja ili uzdužna sila) je funkcija standardnih opterećenja, faktora sigurnosti i drugih faktora C (projektni model, dinamički faktor, itd.). Granična stanja druge grupe. Proračun za formiranje pukotina, normalnih i nagnutih prema uzdužnoj osi elementa, vrši se kako bi se provjerila otpornost na pucanje elemenata na koje se postavljaju zahtjevi prve kategorije, kao i da bi se utvrdilo da li se pukotine pojavljuju u elementima čiji su otpornost na pucanje nameću zahtjevi druge i treće kategorije. Vjeruje se da se pukotine normalne na uzdužnu os ne pojavljuju ako sila T (moment savijanja ili uzdužna sila) od djelovanja opterećenja ne prelazi silu TSgf, koja se može uočiti presjekom elementa Smatra se da se pukotine nagnute prema uzdužnoj osi elementa ne pojavljuju ako glavna vlačna naprezanja u betonu ne prelaze projektne vrijednosti, Proračun za otvaranje pukotine, normalno i nagnuto prema uzdužnoj osi, sastoji se od određivanja širine otvora pukotine na nivou zatezne armature i upoređivanja sa maksimalnom širinom otvora. Podaci o maksimalnoj širini otvaranja pukotine dati su u tabeli. II.3. Proračun pomaka sastoji se u određivanju otklona elementa od opterećenja, uzimajući u obzir trajanje njihovog djelovanja i upoređujući ga s krajnjim otklonom. Granične progibe postavljaju se različitim zahtjevima: tehnološkim, zbog normalnog rada dizalica, tehnoloških instalacija, mašina i sl.; konstruktivni, zbog utjecaja susjednih elemenata koji ograničavaju deformacije, potrebe za izdržavanjem određenih nagiba, itd.; estetski. Granični ugibi prednapregnutih elemenata mogu se povećati za visinu savijanja, ako to nije ograničeno tehnološkim ili projektantskim zahtjevima. Postupak uzimanja u obzir opterećenja pri proračunu ugiba je sljedeći: kada je ograničeno tehnološkim ili projektnim zahtjevima - za djelovanje stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja; kada su ograničeni estetskim zahtjevima - na djelovanje stalnih i dugotrajnih opterećenja. U ovom slučaju, faktor sigurnosti opterećenja se uzima kao Yf Granična progiba utvrđena normama za različite armiranobetonske elemente data su u tabeli II.4. Granična otklona konzola, vezana za doseg konzole, uzimaju se dvostruko veća. Osim toga, potrebno je izvršiti dodatni proračun ljuljanja za armirano-betonske podne ploče, stepenice, podeste itd. koji nisu povezani sa susjednim elementima: dodatni otklon od kratkotrajnog koncentriranog opterećenja od 1000 N uz najnepovoljniju shemu njegove primjene ne bi trebalo da prelazi 0,7 mm. Metoda izračunavanja graničnog stanja Prilikom proračuna ovom metodom, konstrukcija se razmatra u svom projektnom graničnom stanju. Za projektno granično stanje uzima se takvo stanje konstrukcije u kojem ona prestaje zadovoljavati operativne zahtjeve koji su joj nametnuti, odnosno gubi sposobnost otpornosti na vanjske utjecaje, ili prima neprihvatljive deformacije ili lokalna oštećenja. Za čelične konstrukcije uspostavljena su dva projektna granična stanja: Prvo projektno granično stanje je izraženo nejednakošću gdje je N projektna sila u konstrukciji iz zbira učinaka projektnih opterećenja P u najnepovoljnijoj kombinaciji; F - nosivost konstrukcije, koja je u funkciji geometrijskih dimenzija konstrukcije, projektne otpornosti materijala R i koeficijenta radnih uslova m. Maksimalna opterećenja utvrđena normama (SNiP) koja su dozvoljena tokom normalnog rada konstrukcija nazivaju se standardnim opterećenjem P n (vidi Dodatak I, Opterećenja i faktori opterećenja). Projektna opterećenja P, za koja je konstrukcija proračunata (prema graničnom stanju), uzimaju se nešto veća od normativnih. Projektno opterećenje definira se kao proizvod standardnog opterećenja faktorom preopterećenja n (većim od jedan), uzimajući u obzir opasnost od prekoračenja opterećenja u odnosu na njegovu standardnu vrijednost zbog moguće varijabilnosti opterećenja: Vrijednosti koeficijenata p date su u tabeli Regulatorna i projektna opterećenja, faktori preopterećenja. Dakle, konstrukcije se razmatraju pod utjecajem ne operativnih (normativnih), već projektnih opterećenja. Iz utjecaja projektnih opterećenja na konstrukciju određuju se projektne sile (aksijalna sila N ili moment M), koje se nalaze prema općim pravilima otpora materijala i mehanike konstrukcija. Desna strana glavne jednadžbe (1.I)- nosivost konstrukcije F - zavisi od krajnje otpornosti materijala na efekte sile, koju karakterišu mehanička svojstva materijala i koja se naziva normativni otpor R n, kao i od geometrijskih karakteristika presjeka (površine presjeka F, modul W, itd.). Za konstrukcijski čelik, pretpostavlja se da je normativna otpornost jednaka granici tečenja, (za najčešći građevinski čelični razred St. 3 σ t \u003d 2.400 kg / cm 2). Projektna otpornost čelika R uzima se kao naprezanje jednako standardnom otporu pomnoženom s koeficijentom uniformnosti k (manjim od jedan), uzimajući u obzir opasnost od smanjenja otpora materijala u odnosu na njegovu standardnu vrijednost zbog varijabilnosti mehaničkih svojstava materijala Za obične niskougljične čelike k = 0,9, a za visokokvalitetne (niskolegirane) k = 0,85. Dakle, izračunati otpor R- ovo je naprezanje jednako najmanjoj mogućoj vrijednosti granice popuštanja materijala, koja se za projekt uzima kao granica. Osim toga, radi sigurnosti konstrukcije moraju se uzeti u obzir sva moguća odstupanja od normalnih uvjeta uzrokovana karakteristikama rada konstrukcije (npr. uvjeti koji doprinose pojavi pojačane korozije i sl.). Da bi se to postiglo, uvodi se koeficijent uslova rada m, za koji se za većinu konstrukcija i priključaka pretpostavlja da je jednak jedan (vidi Koeficijenti radnih uslova m u prilogu). Dakle, glavna računska jednačina (1.I) će imati sljedeći oblik: gdje su N i M projektirane aksijalne sile ili momenti od projektnih opterećenja (uzimajući u obzir faktore preopterećenja); F nt - neto površina poprečnog presjeka (minus rupe); W nt - modul neto presjeka (minus rupe); gdje je F br i W br - površina i moment otpora bruto presjeka (bez rupa); φ i φ b - koeficijenti koji smanjuju konstrukcijski otpor na vrijednosti koje osiguravaju stabilnu ravnotežu. Obično se pri proračunu predviđene konstrukcije prvo odabire presjek elementa, a zatim se provjerava napon od projektnih sila, koji ne bi trebao premašiti projektni otpor pomnožen s koeficijentom radnih uvjeta. Stoga ćemo, uz formule oblika (4.I) i (5.I), ove formule ispisati u radnom obliku kroz izračunate napone, na primjer: gdje je σ projektno naprezanje u konstrukciji (od projektnih opterećenja). Koeficijenti φ i φ b u formulama (8.I) i (9.I) ispravnije su zapisani na desnoj strani nejednadžbe kao koeficijenti koji smanjuju izračunate otpore na kritična naprezanja. I samo radi praktičnosti izvođenja izračuna i poređenja rezultata, oni su napisani u nazivniku lijeve strane ovih formula. *
Vrijednosti standardnih otpora i koeficijenata uniformnosti date su u "Građevinskim normama i pravilima" (SNiP), kao iu "Normama i specifikacijama za projektovanje čeličnih konstrukcija" (NiTU 121-55). "Projektovanje čeličnih konstrukcija", Postoji nekoliko kategorija napona: osnovni, lokalni, dodatni i unutrašnji. Osnovni stresovi su stresovi koji se razvijaju unutar tijela kao rezultat balansiranja efekata vanjskih opterećenja; oni se računaju. Uz neravnomjernu raspodjelu toka snage po poprečnom presjeku, uzrokovanu, na primjer, oštrom promjenom poprečnog presjeka ili prisustvom rupe, dolazi do lokalne koncentracije naprezanja. Međutim, u plastičnim materijalima, koji uključuju građevinski čelik, ... Prilikom proračuna dozvoljenih naprezanja konstrukcija se razmatra u njenom radnom stanju pod dejstvom opterećenja dozvoljenih pri normalnom radu konstrukcije, odnosno standardnih opterećenja. Uvjet čvrstoće konstrukcije je da naprezanja u konstrukciji od standardnih opterećenja ne prelaze dozvoljena naprezanja utvrđena normama, koja su dio krajnjeg naprezanja materijala prihvaćenog za građevinski čelik... Metoda analize graničnog stanja - Metoda analize čelične konstrukcije - Osnove projektovanja - Projektovanje čelične konstrukcije Graničnim stanjima smatraju se ona stanja u kojima konstrukcije prestaju ispunjavati zahtjeve koji im se postavljaju tijekom rada, odnosno gube sposobnost otpornosti na vanjska opterećenja i utjecaje ili primaju neprihvatljiva kretanja ili lokalna oštećenja. Armiranobetonske konstrukcije moraju ispunjavati zahtjeve proračuna za dvije grupe graničnih stanja: za nosivost - prva grupa graničnih stanja; prema prikladnosti za normalan rad - druga grupa graničnih stanja. Proračun za granična stanja prve grupe vrši se kako bi se spriječilo: Krhka, duktilna ili druga vrsta loma (proračun čvrstoće, uzimajući u obzir, ako je potrebno, otklon konstrukcije prije uništenja); Gubitak stabilnosti oblika konstrukcije (proračun stabilnosti tankozidnih konstrukcija i sl.) ili njenog položaja (proračun za prevrtanje i klizanje potpornih zidova, ekscentrično opterećenih visokih temelja; proračun uspona ukopanih ili podzemnih akumulacija itd. .); Otkazivanje zamora (analiza zamora konstrukcija pod uticajem ponavljajućeg pokretnog ili pulsirajućeg opterećenja: kranske grede, pragovi, temelji okvira i plafoni za neuravnotežene mašine itd.); Uništavanje zbog kombinovanog dejstva faktora sile i nepovoljnih uticaja okoline (periodična ili stalna izloženost agresivnom okruženju, delovanje naizmeničnog smrzavanja i odmrzavanja, itd.). Proračun za granična stanja druge grupe vrši se kako bi se spriječilo: Formiranje prekomjernog ili produženog otvaranja pukotine (ako je stvaranje ili produženo otvaranje pukotine dozvoljeno u radnim uvjetima); Prekomjerni pokreti (progibi, uglovi rotacije, nagnuti uglovi i amplitude vibracija). Proračun graničnih stanja konstrukcije u cjelini, kao i njenih pojedinačnih elemenata ili dijelova, vrši se za sve faze: proizvodnju, transport, montažu i rad; ujedno, projektne šeme moraju biti u skladu sa usvojenim projektnim rješenjima i svakom od navedenih faza. Projektni faktori - opterećenja i mehaničke karakteristike betona i armature (zatezna čvrstoća, granica popuštanja) - imaju statističku promjenjivost (raspršenost vrijednosti). Opterećenja i dejstva se mogu razlikovati od date verovatnoće prekoračenja prosečnih vrednosti, a mehaničke karakteristike materijala mogu se razlikovati od date verovatnoće pada prosečnih vrednosti. Proračuni graničnog stanja uzimaju u obzir statističku varijabilnost opterećenja i mehaničkih karakteristika materijala, nestatističke faktore i razne nepovoljne ili povoljne fizičko-hemijske i mehaničke uslove za rad betona i armature, proizvodnju i rad elemenata zgrada i konstrukcija. . Opterećenja, mehaničke karakteristike materijala i projektni koeficijenti su normalizirani. Vrijednosti opterećenja, otpora betona i armature postavljene su prema poglavljima SNiP-a "Opterećenja i efekti" i "Betonske i armirano-betonske konstrukcije". Klasifikacija opterećenja. Regulatorna i projektna opterećenja Ovisno o trajanju djelovanja, opterećenje se dijeli na trajno i privremeno. Privremena opterećenja se, pak, dijele na dugoročna, kratkoročna, posebna. Opterećenja od težine nosivih i ogradnih konstrukcija zgrada i objekata, mase i pritiska tla, te utjecaja prednaprezanja armiranobetonskih konstrukcija su konstantna. Dugotrajna opterećenja su od težine stacionarne opreme na podovima - alatnih mašina, aparata, motora, rezervoara itd.; pritisak gasova, tečnosti, rasutih materija u kontejnerima; tereti u skladištima, hladnjačama, arhivima, bibliotekama i sličnim zgradama i objektima; dio privremenog opterećenja utvrđenog normama u stambenim zgradama, kancelarijskim i ugostiteljskim prostorijama; dugotrajni temperaturni tehnološki efekti od stacionarne opreme; opterećenja od jedne mostne ili jedne mostne dizalice, pomnožene koeficijentima: 0,5 za kranove srednje opterećenja i 0,7 za teška dizalica; opterećenja snijegom za III-IV klimatske regije sa koeficijentima 0,3-0,6. Navedene vrijednosti krana, nekih privremenih i snježnih opterećenja dio su njihove ukupne vrijednosti i unose se u proračun uzimajući u obzir trajanje djelovanja ovih vrsta opterećenja na pomake, deformacije i pucanje. Pune vrijednosti ovih opterećenja su kratkoročne. Kratkoročna su opterećenja od težine ljudi, delova, materijala u oblastima održavanja i popravke opreme - stazama i drugim prostorima slobodnim od opreme; dio opterećenja na podovima stambenih i javnih zgrada; opterećenja koja nastaju tijekom proizvodnje, transporta i ugradnje konstrukcijskih elemenata; opterećenja od nadzemnih i mostnih dizalica koje se koriste u izgradnji ili radu zgrada i građevina; opterećenje snijegom i vjetrom; temperaturno klimatski efekti. Posebna opterećenja uključuju: seizmičke i eksplozivne efekte; opterećenja uzrokovana kvarom ili kvarom opreme i oštrim kršenjem tehnološkog procesa (na primjer, s naglim povećanjem ili smanjenjem temperature, itd.); utjecaj neravnomjernih deformacija podloge, praćene temeljnom promjenom strukture tla (na primjer, deformacije tla koje se slijegao tijekom namakanja ili tla permafrost tokom odmrzavanja) itd. Normativna opterećenja su određena normama prema unaprijed određenoj vjerovatnoći prekoračenja prosječnih vrijednosti ili prema nominalnim vrijednostima. Regulatorna stalna opterećenja uzimaju se prema projektnim vrijednostima geometrijskih i projektnih parametara i prema Vrijednosti prosječne gustine. Normativni privremeni; tehnološka i instalacijska opterećenja su postavljena prema najvišim vrijednostima predviđenim za normalan rad; snijeg i vjetar - prema prosjeku godišnjih nepovoljnih vrijednosti ili prema nepovoljnim vrijednostima koje odgovaraju određenom prosječnom periodu njihovog ponavljanja. Projektna opterećenja za proračun čvrstoće i stabilnosti konstrukcija određuju se množenjem standardnog opterećenja faktorom sigurnosti opterećenja Yf, obično većim od jedan, na primjer G=
Gnyt.
Koeficijent pouzdanosti od težine betonskih i armiranobetonskih konstrukcija Yf = M; na težinu konstrukcija od betona na lakim agregatima (prosječne gustine 1800 kg/m3 ili manje) i raznim košuljicama, zasipanjima, grijačima, izvođenim u fabrici, Yf = l,2, na ugradnji Yf = l>3 ; od raznih živih opterećenja u zavisnosti od njihove vrednosti Yf = l. 2. 1.4. Koeficijent preopterećenja od težine konstrukcija pri proračunu stabilnosti položaja protiv uspona, prevrtanja i klizanja, kao iu drugim slučajevima kada smanjenje mase pogoršava uslove rada konstrukcije, uzima se yf = 0,9. Prilikom proračuna konstrukcija u fazi izgradnje, izračunata kratkotrajna opterećenja se množe sa faktorom 0,8. Projektna opterećenja za proračun konstrukcija za deformacije i pomake (za drugu grupu graničnih stanja) uzimaju se jednaka standardnim vrijednostima sa koeficijentom Yf = l- kombinacija opterećenja. Konstrukcije moraju biti projektovane za različite kombinacije opterećenja ili odgovarajućih sila ako se proračun vrši prema neelastičnoj shemi. U zavisnosti od sastava opterećenja koje se uzima u obzir, razlikuju se: glavne kombinacije koje se sastoje od stalnih, dugotrajnih i kratkotrajnih opterećenja ili sila od nx; posebne kombinacije koje se sastoje od trajnih, dugoročnih, mogućih kratkoročnih i jednog od posebnih opterećenja ili napora od njih. Razmatraju se dvije grupe osnovnih kombinacija opterećenja. Pri proračunu konstrukcija za glavne kombinacije prve grupe uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i jedno kratkotrajna opterećenja; u proračunu konstrukcija za glavne kombinacije druge grupe uzimaju se u obzir stalna, dugotrajna i dva (ili više) kratkoročna opterećenja; u ovom slučaju, vrijednosti kratkotrajnih opterećenja ili odgovarajućih napora treba pomnožiti sa faktorom kombinacije jednakim 0,9. Prilikom proračuna konstrukcija za posebne kombinacije, vrijednosti kratkotrajnih opterećenja ili odgovarajućih sila treba pomnožiti sa faktorom kombinacije jednakim 0,8, osim u slučajevima navedenim u standardima projektiranja zgrada i konstrukcija u seizmičkim područjima. Smanjenje opterećenja. Prilikom izračunavanja stupova, zidova, temelja višespratnih zgrada, privremena opterećenja na podovima mogu se smanjiti, uzimajući u obzir stepen vjerovatnoće njihovog istovremenog djelovanja, množenjem sa koeficijentom Gdje je a - uzeto jednako 0,3 za stambene zgrade, poslovne zgrade, spavaonice itd. i jednako 0,5 za različite sale: čitaonice, sastanke, trgovinu itd.; m je broj opterećenih etaža na razmatranoj dionici. Također je dozvoljeno smanjiti živa opterećenja pri proračunu greda i prečki, ovisno o površini opterećenog poda. Montažni beton i armirani beton: karakteristike i metode proizvodnje Industrijske tehnologije su se u SSSR-u aktivno razvijale od sredine prošlog stoljeća, a razvoj građevinske industrije zahtijevao je veliki broj različitih materijala. Izum montažnog betona bio je svojevrsna tehnička revolucija u životu zemlje, ... Zabijač šipova uradi sam Odbijač šipova ili šipovača može se organizirati korištenjem automobila sa uklonjenim zadnjim krilom (pogon na stražnje kotače na mehanici), podignutim na dizalicu i korištenjem samo naplatka umjesto točka. Kabl će biti namotan oko oboda - ovo je ... REKONSTRUKCIJA INDUSTRIJSKIH OBJEKATA 1. Zadaci i metode rekonstrukcije objekata Rekonstrukciju objekata možemo povezati sa proširenjem proizvodnje, modernizacijom tehnološke. proces, ugradnja nove opreme itd. Istovremeno je potrebno rješavati složene inženjerske probleme vezane za… valjci (mašina za ravnanje) prečnika od 400 mm., sušilica (protočna) električna hrana, transporteri, transporteri, vijci. Dvije grupe graničnih stanja U skladu sa standardima koji su na snazi u Rusiji, drvene konstrukcije moraju se izračunati metodom graničnog stanja. Granična stanja su takva stanja struktura u kojima one prestaju da ispunjavaju zahtjeve rada. Vanjski uzrok koji dovodi do graničnog stanja je učinak sile (spoljna opterećenja, reaktivne sile). Granična stanja mogu nastati pod uticajem uslova rada drvenih konstrukcija, kao i kvaliteta, dimenzija i svojstava materijala. Postoje dvije grupe graničnih stanja: 1 - prema nosivosti (snaga, stabilnost). 2 - deformacijama (progibi, pomaci). Prva grupa granična stanja karakteriše gubitak nosivosti i potpuna nepodobnost za dalji rad. Najodgovorniji je. Kod drvenih konstrukcija mogu se javiti sljedeća granična stanja prve grupe: uništenje, izvijanje, prevrtanje, neprihvatljivo puzanje. Ova granična stanja ne nastaju ako su ispunjeni sljedeći uvjeti: one. kada su normalni stresovi ( σ
) i posmična naprezanja ( τ
) ne prelaze neku graničnu vrijednost R,
nazvana otpornost na dizajn. Druga grupa granična stanja karakterišu takvi znaci, u kojima rad konstrukcija ili konstrukcija, iako težak, nije u potpunosti isključen, tj. dizajn postaje neprikladan za normalno operacija. Pogodnost konstrukcije za normalnu upotrebu obično se određuje ugibima To znači da su elementi ili konstrukcije za savijanje prikladni za normalnu upotrebu kada je maksimalna vrijednost omjera progiba i raspona manja od maksimalnog dopuštenog relativnog ugiba [
f/
l]
(prema SNiP II-25-80). Svrha analize konstrukcija je spriječiti pojavu bilo kojeg od mogućih graničnih stanja, kako tokom transporta i montaže, tako i tokom eksploatacije konstrukcija. Proračun za prvo granično stanje vrši se prema izračunatim vrijednostima opterećenja, a za drugo - prema normativnim. Standardne vrijednosti vanjskih opterećenja date su u SNiP-u "Opterećenja i udari". Projektne vrijednosti se dobivaju uzimajući u obzir faktor sigurnosti opterećenja γ
n. Konstrukcije se oslanjaju na nepovoljnu kombinaciju opterećenja (mrtva težina, snijeg, vjetar), čija se vjerovatnoća uzima u obzir koeficijentima kombinacije (prema SNiP-u "Opterećenja i utjecaji"). Osnovna karakteristika materijala prema kojoj se ocjenjuje njihova sposobnost otpora silama je regulatorni otpor R
n
.
Normativna otpornost drveta izračunata je na osnovu rezultata brojnih ispitivanja malih uzoraka čistog (bez nedostataka) drveta iste vrste, sa sadržajem vlage od 12%: R n =
,
gdje je aritmetička sredina zatezne čvrstoće, V- koeficijent varijacije, t- pokazatelj pouzdanosti. Regulatorni otpor R
n
je minimalna vjerovatnoća krajnje čvrstoće čistog drveta, dobivena statičkom obradom rezultata ispitivanja standardnih uzoraka male veličine za kratkotrajno opterećenje. Otpornost dizajna R
- ovo je maksimalni napon koji materijal u konstrukciji može izdržati bez urušavanja, uzimajući u obzir sve nepovoljne faktore u radnim uvjetima koji smanjuju njegovu čvrstoću. U tranziciji od normativnog otpora R n na izračunato R potrebno je uzeti u obzir uticaj na čvrstoću drveta dugotrajnog opterećenja, nedostataka (čvorovi, kosi sloj itd.), prelazak sa malih standardnih uzoraka na elemente građevinskih dimenzija. Kombinovani uticaj svih ovih faktora uzima se u obzir faktorom sigurnosti materijala ( to). Izračunati otpor se dobija dijeljenjem R n o faktoru sigurnosti za materijal: to dl=0,67 - faktor trajanja pod kombinovanim dejstvom stalnih i privremenih opterećenja; to jedan =
0,27 ÷ 0,67 - koeficijent uniformnosti, u zavisnosti od vrste naponskog stanja, uzimajući u obzir uticaj nedostataka na čvrstoću drveta. Minimalna vrijednost to jedan uzeti u napetosti, kada je uticaj nedostataka posebno veliki. Dizajn otpora to date su u tabeli. 3 SNiP II-25-80 (za crnogorično drvo). R drvo drugih vrsta dobiva se pomoću faktora konverzije, također navedenih u SNiP-u. Sigurnost i čvrstoća drveta i drvenih konstrukcija ovise o temperaturnim i vlažnim uvjetima. Vlaženje doprinosi propadanju drveta, a povišena temperatura (iznad poznate granice) smanjuje njegovu čvrstoću. Uzimanje u obzir ovih faktora zahteva uvođenje koeficijenata za uslove rada: m in ≤1, m T ≤1. Osim toga, SNiP pretpostavlja uzimanje u obzir faktora sloja za lijepljene elemente: m sl =
0,95÷1,1; koeficijent snopa za duga svjetla, visine više od 50 cm: m b ≤1; koeficijent savijanja za savijene lijepljene elemente: m gospodin≤1 itd. Modul elastičnosti drveta, bez obzira na vrstu, uzima se jednak: Dizajnerske karakteristike građevinske šperploče date su i u SNiP-u; osim toga, prilikom provjere napona u elementima šperploče, kao i za drvo, uvode se koeficijenti radnih uvjeta m. Osim toga, za projektnu otpornost drveta i šperploče uvodi se koeficijent m dl=0,8 ako ukupna projektna sila od stalnih i privremenih opterećenja prelazi 80% ukupne projektne sile. Ovaj faktor je pored smanjenja uključen u faktor sigurnosti materijala. Predavanje br. 2 Osnove proračuna za granična stanja Granična stanja su uvjeti u kojima se konstrukcija više ne može koristiti zbog vanjskih opterećenja i unutrašnjih naprezanja. U konstrukcijama od drveta i plastike mogu se pojaviti dvije grupe graničnih stanja - prva i druga. Proračun graničnih stanja konstrukcija općenito i njegovih elemenata treba izvršiti za sve faze: transport, montažu i rad - i treba uzeti u obzir sve moguće kombinacije opterećenja. Svrha proračuna je spriječiti ni prvo ni drugo granično stanje u procesima transporta, montaže i eksploatacije konstrukcije. Ovo se provodi na osnovu uzimanja u obzir normativnih i projektnih opterećenja i otpornosti materijala. Metoda graničnog stanja je prvi korak u osiguravanju pouzdanosti građevinskih konstrukcija. Pouzdanost se odnosi na sposobnost objekta da održi kvalitetu svojstvenu dizajnu tokom rada. Specifičnost teorije pouzdanosti građevinskih konstrukcija je potreba da se uzmu u obzir slučajne vrijednosti opterećenja na sistemima sa slučajnim pokazateljima čvrstoće. Karakteristična karakteristika metode graničnog stanja je da su sve početne veličine koje se koriste u proračunu, slučajne prirode, predstavljene u normama determinističkim, naučno utemeljenim, normativnim vrijednostima, a uzima se učinak njihove varijabilnosti na pouzdanost konstrukcija. uzeti u obzir odgovarajućim koeficijentima. Svaki od faktora pouzdanosti uzima u obzir varijabilnost samo jedne početne vrijednosti, tj. je privatno. Stoga se metoda graničnih stanja ponekad naziva metodom parcijalnih koeficijenata. Faktori, čija varijabilnost utiče na nivo pouzdanosti konstrukcija, mogu se klasifikovati u pet glavnih kategorija: opterećenja i uticaji; geometrijske dimenzije konstruktivnih elemenata; stepen odgovornosti struktura; mehanička svojstva materijala; uslove rada konstrukcije. Uzmite u obzir ove faktore. Moguće odstupanje standardnih opterećenja prema gore ili dolje uzima se u obzir faktorom sigurnosti opterećenja 2, koji ovisno o vrsti opterećenja ima različitu vrijednost veću ili manju od jedan. Ovi koeficijenti, zajedno sa standardnim vrijednostima, prikazani su u poglavlju SNiP 2.01.07-85 Standardi dizajna. "Opterećenja i uticaji". Vjerovatnoća zajedničkog djelovanja više opterećenja uzima se u obzir množenjem opterećenja sa faktorom kombinacije, koji je prikazan u istom poglavlju standarda. Moguće nepovoljno odstupanje geometrijskih dimenzija konstrukcijskih elemenata uzima se u obzir faktorom tačnosti. Međutim, ovaj koeficijent u svom čistom obliku nije prihvaćen. Ovaj faktor se koristi prilikom izračunavanja geometrijskih karakteristika, uzimajući projektne parametre presjeka s minus tolerancijom. Kako bi se razumno balansirali troškovi zgrada i objekata različite namjene, uvodi se koeficijent pouzdanosti za tu namjenu.< 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 parametar otpornosti materijala na udare sile je normativna otpornost utvrđena regulatornim dokumentima na osnovu rezultata statističkih istraživanja varijabilnosti mehaničkih svojstava materijala ispitivanjem uzoraka materijala prema standardnim metodama. Moguće odstupanje od normativnih vrijednosti uzima se u obzir faktorom sigurnosti materijala y > 1. On odražava statističku varijabilnost svojstava materijala i njihovu razliku od svojstava testiranih standardnih uzoraka. Karakteristika dobivena dijeljenjem normativnog otpora s koeficijentom m naziva se projektna otpornost R. Ova glavna karakteristika čvrstoće drveta standardizirana je SNiP P-25-80 „Standardi dizajna. Drvene konstrukcije”. Uvođenjem koeficijenata uslova rada m uzimaju se u obzir nepovoljni uticaji okoline i radnog okruženja, kao što su: opterećenje vjetrom i instalacijom, visina presjeka, temperatura i vlažnost zraka.Koeficijent m može biti manji od jedan ako je ovaj faktor ili kombinacija faktora smanjuje nosivost konstrukcije, a u suprotnom više jedinica. Za drvo, ovi koeficijenti su predstavljeni u SNiP 11-25-80 „Standardi dizajna. Regulatorne granične vrijednosti ugiba ispunjavaju sljedeće zahtjeve: a) tehnološke (obezbeđivanje uslova za normalan rad mašina i opreme za rukovanje, instrumentacija i dr.); b) konstruktivni (osiguranje integriteta konstruktivnih elemenata koji su međusobno susjedni, njihovih spojeva, prisutnost razmaka između potpornih konstrukcija i konstrukcija pregrada, fachwerka itd., osiguravajući određene nagibe); c) estetski i psihološki (pružanje povoljnih utisaka od izgleda objekata, sprječavanje osjećaja opasnosti). Veličina krajnjeg otklona ovisi o rasponu i vrsti primijenjenog opterećenja. Za drvene konstrukcije koje pokrivaju zgrade od djelovanja trajnih i privremenih dugotrajnih opterećenja, maksimalni ugib se kreće od (1/150) - i do (1/300) (2). Čvrstoća drveta je takođe smanjena pod uticajem nekih hemikalija iz biodestrukcije, unesenih pod pritiskom u autoklave na znatnu dubinu. U ovom slučaju, koeficijent radnih uvjeta tia = 0,9. Utjecaj koncentracije naprezanja u proračunskim presjecima zategnutih elemenata oslabljenih rupama, kao i kod savijenih elemenata od oblovine sa podrezivanjem u proračunskom presjeku, odražava koeficijent radnog stanja m0 = 0,8. Deformabilnost drveta u proračunu drvenih konstrukcija za drugu grupu graničnih stanja uzima se u obzir osnovnim modulom elastičnosti E, za koji se, kada je sila usmjerena duž drvenih vlakana, uzima 10.000 MPa, a popreko vlakna, 400 MPa. Pri proračunu stabilnosti pretpostavlja se da je modul elastičnosti 4500 MPa. Osnovni modul smicanja drveta (6) u oba smjera je 500 MPa. Poissonov omjer drveta preko vlakana pri naponima usmjerenim duž vlakana uzima se jednakim pdo o = 0,5, a duž vlakana pri naponima usmjerenim preko vlakana, n900 = 0,02. Budući da trajanje i nivo opterećenja ne utječu samo na čvrstoću, već i na deformacijska svojstva drva, vrijednost modula elastičnosti i modula smicanja se množi sa koeficijentom m = 0,8 pri proračunu konstrukcija u kojima naponi u elementima nastaju. od stalnih i privremenih dugotrajnih opterećenja, prelaze 80% ukupnog napona svih opterećenja. Pri proračunu konstrukcija metal-drvo, elastične karakteristike i konstrukcijski otpori čelika i spojeva čeličnih elemenata, kao i armature, uzimaju se prema poglavljima SNiP-a za projektovanje čeličnih i armiranobetonskih konstrukcija. Od svih pločastih konstrukcijskih materijala koji koriste drvne sirovine, samo se šperploča preporučuje da se koristi kao elementi nosivih konstrukcija, čiji su osnovni projektni otpori dati u tablici 10 SNiP P-25-80. Pri odgovarajućim radnim uslovima konstrukcija od lijepljene šperploče, proračunom za prvu grupu graničnih stanja predviđeno je množenje osnovnih projektnih otpora šperploče sa koeficijentima radnih uslova tv, tj, tn i tl. Prilikom proračuna za drugu grupu graničnih stanja, elastične karakteristike šperploče u ravnini lima uzimaju se prema tabeli. 11 SNiP P-25-80. Modul elastičnosti i modul smicanja za konstrukcije u različitim radnim uvjetima, kao i one podvrgnute kombiniranom dejstvu trajnih i privremenih dugotrajnih opterećenja, treba pomnožiti s odgovarajućim koeficijentima radnih uvjeta usvojenim za drvo. Prva grupa najopasniji. Utvrđuje se nepodobnošću za rad, kada konstrukcija gubi svoju nosivost zbog razaranja ili gubitka stabilnosti. To se ne dešava do maksimalnog normalnog o ili smične t napone u njegovim elementima ne prelaze izračunate (minimalne) otpore materijala od kojih su napravljeni. Ovaj uslov je zapisan formulom U granična stanja prve grupe spadaju: uništenje bilo koje vrste, opći gubitak stabilnosti konstrukcije ili lokalni gubitak stabilnosti elementa konstrukcije, kršenje spojeva koji konstrukciju pretvaraju u promjenjivi sistem, razvoj zaostalih deformacija koje neprihvatljive su po veličini. Proračun nosivosti vrši se prema vjerojatno najgorem slučaju, odnosno: prema najvećem opterećenju i najmanjoj otpornosti materijala, utvrđenom uzimajući u obzir sve faktore koji na njega utječu. Nepovoljni kombinacije su date u pravilima. Druga grupa manje opasno. Određuje se neprikladnošću konstrukcije za normalan rad, kada se savija do neprihvatljive vrijednosti. To se ne dešava sve dok njegov maksimalni relativni otklon /// ne premaši maksimalno dozvoljene vrijednosti. Ovaj uslov je zapisan formulom Proračun drvenih konstrukcija prema drugom graničnom stanju za deformacije odnosi se uglavnom na konstrukcije savijanja i ima za cilj ograničiti veličinu deformacija. Proračun se vrši na standardnim opterećenjima bez njihovog množenja faktorima pouzdanosti, uz pretpostavku elastičnog rada drveta. Proračun deformacija se vrši prema prosječnim karakteristikama drveta, a ne prema smanjenim, kao kod provjere nosivosti. To se objašnjava činjenicom da povećanje ugiba u nekim slučajevima, kada se koristi drvo slabije kvalitete, ne predstavlja prijetnju integritetu konstrukcija. To također objašnjava činjenicu da se proračun deformacija provodi za normativna, a ne za projektna opterećenja. Kao ilustraciju graničnog stanja druge grupe, može se navesti primjer kada se, kao rezultat neprihvatljivog otklona rogova, pojavljuju pukotine na krovu. Protok vlage u ovom slučaju remeti normalan rad zgrade, dovodi do smanjenja trajnosti drveta zbog njegove vlage, ali zgrada se nastavlja koristiti. Proračun za drugo granično stanje je, po pravilu, od podređenog značaja, jer glavna stvar je osigurati nosivost. Međutim, granice ugiba su od posebne važnosti za konstrukcije s popuštajućim vezama. Stoga se deformacija drvenih konstrukcija (kompozitnih nosača, kompozitnih greda, konstrukcija od daske i eksera) mora odrediti uzimajući u obzir utjecaj usklađenosti veza (SNiP P-25-80. Tablica 13). opterećenja, djelovanje na konstrukcije utvrđeno je građevinskim propisima i pravilima - SNiP 2.01.07-85 "Opterećenja i utjecaji". Pri proračunu konstrukcija od drveta i plastike uglavnom se uzima u obzir konstantno opterećenje od vlastite težine konstrukcija i drugih građevinskih elemenata. g i kratkotrajna opterećenja od težine snijega S, pritisak vetra W. U obzir se uzimaju i opterećenja od težine ljudi i opreme. Svako opterećenje ima standardnu i projektnu vrijednost. Normativna vrijednost je prikladno označena indeksom n. Regulatorna opterećenja su početne vrijednosti opterećenja: Živa opterećenja se određuju kao rezultat obrade podataka dugoročnih osmatranja i mjerenja. Trajna opterećenja se računaju iz sopstvene težine i zapremine konstrukcija, ostalih elemenata zgrade i opreme. Regulatorna opterećenja se uzimaju u obzir pri proračunu konstrukcija za drugu grupu graničnih stanja - za ugibe. Projektna opterećenja određuju se na osnovu normativnih, uzimajući u obzir njihovu moguću varijabilnost, posebno naviše. Za to se vrijednosti standardnih opterećenja množe sa faktorom sigurnosti opterećenja y,čije su vrijednosti različite za različita opterećenja, ali su sve veće od jedinice. Vrijednosti raspoređenog opterećenja date su u kilopaskalima (kPa), što odgovara kilonnjutonima po kvadratnom metru (kN/m). Većina proračuna koristi vrijednosti linearnog opterećenja (kN/m). Projektna opterećenja se koriste u proračunu konstrukcija za prvu grupu graničnih stanja, za čvrstoću i stabilnost.
Poglavlje 2. Eksperimentalne osnove teorije otpornosti armiranog betona i metode za proračun armiranobetonskih konstrukcija Metoda izračunavanja graničnog stanja
Prilikom proračuna ovom metodom, konstrukcija se razmatra u svom projektnom graničnom stanju. Takvo stanje se uzima kao granično stanje dizajna... Dvije grupe graničnih stanja
Armiranog betona
Graničnim stanjima smatraju se stanja u kojima konstrukcije prestaju da zadovoljavaju zahtjeve koji su im nametnuti tokom rada, odnosno gube Osnove proračuna za granična stanja. Proračun konstruktivnih elemenata punog presjeka.
Predavanje br. 2 Osnove proračuna za granična stanja. Proračun konstruktivnih elemenata punog presjeka. U skladu sa standardima koji su na snazi u Rusiji, drvene konstrukcije moraju se izračunati prema Dizajn graničnog stanja
Normativno opterećenje snijegom s H određuje se na osnovu normativne težine snježnog pokrivača so, koja je data u normama opterećenja (kN/m 2) horizontalne projekcije premaza, u zavisnosti od snježnog područja zemlje. Ova vrijednost se množi s koeficijentom p, koji uzima u obzir nagib i druge karakteristike oblika premaza. Tada je standardno opterećenje s H = s 0 p<х > 25° p == (60° - a°)/35°. Ovo. opterećenje je jednostrano i može biti dvostrano ili jednostrano.
Kod nadsvođenih krovova na segmentiranim rešetkama ili lukovima jednoliko opterećenje snijegom se određuje uzimajući u obzir koeficijent p koji ovisi o omjeru dužine raspona / prema visini svoda /: p = //(8/).
Sa omjerom visine luka i raspona f/l= 1/8 opterećenje snijegom može biti trouglasto sa maksimalnom vrijednošću s” na jednoj nozi i 0,5 s” na drugoj i nultom vrijednošću na grebenu. Koeficijenti p, koji određuju vrijednosti maksimalnog opterećenja snijegom na omjerima f/l= 1/8, 1/6 i 1/5, respektivno jednako 1,8; 2.0 i 2.2. Opterećenje snijegom na lučnim kolovozima može se definirati kao sljemenjak, s obzirom da je kolovoz konvencionalno sljemenjak duž ravnina koje prolaze kroz tetive osi poda na lukovima. Izračunato opterećenje snijegom jednako je umnošku standardnog opterećenja i faktora sigurnosti opterećenja 7- Za većinu lakih drvenih i plastičnih konstrukcija s omjerom standardnog konstantnog opterećenja i opterećenja snijegom g n /s H < 0,8 коэффициент y= 1.6. Za velike omjere ovih opterećenja at =1,4.
Opterećenje od težine osobe sa opterećenjem uzima se jednako - normativno R"= 0,1 kN i izračunato R = p i y = 0,1 1,2 = 1,2 kN. opterećenje vjetrom. Normativno opterećenje vjetrom w sastoji se od pritiska sh’+ i usisavanja w n - vjetar. Početni podaci za određivanje opterećenja vjetrom su vrijednosti tlaka vjetra usmjerenog okomito na površine premaza i zidova zgrada Wi(MPa), ovisno o vjetrovitom području zemlje i prihvaćeno prema normama opterećenja i uticaja. Regulatorna opterećenja vjetrom w” određuju se množenjem normalnog pritiska vjetra sa koeficijentom k, uzimajući u obzir visinu zgrada i aerodinamički koeficijent sa, s obzirom na njegov oblik. Za većinu zgrada od drveta i plastike, čija visina ne prelazi 10 m, k = 1.
Aerodinamički koeficijent sa zavisi od oblika objekta, njegovih apsolutnih i relativnih dimenzija, nagiba, relativnih visina premaza i smjera vjetra. Na većini kosih krovova, čiji ugao nagiba ne prelazi a = 14 °, opterećenje vjetrom djeluje u obliku usisavanja W-. Istovremeno, on u osnovi ne povećava, već smanjuje sile u konstrukcijama od stalnih i snježnih opterećenja, a u proračunu se možda neće uzeti u obzir u granici sigurnosti. Opterećenje vjetrom mora se uzeti u obzir pri proračunu stupova i zidova zgrada, kao i pri proračunu trokutnih i lancetastih konstrukcija.
Izračunato opterećenje vjetrom jednako je standardu pomnoženom sa sigurnosnim faktorom y= 1.4. dakle, w = = w”y.
Regulatorni otpori drvo R H(MPa) su glavne karakteristike čvrstoće drvenih površina čistih od nedostataka. Utvrđeni su rezultatima brojnih laboratorijskih kratkotrajnih ispitivanja malih standardnih uzoraka suhog drva sa sadržajem vlage od 12% na zatezanje, sabijanje, savijanje, drobljenje i usitnjavanje.
95% ispitanih uzoraka drveta imat će tlačnu čvrstoću jednaku ili veću od standardne vrijednosti.
Vrijednosti standardnih otpora date u app. 5 se praktično koriste u laboratorijskoj kontroli čvrstoće drva u procesu izrade drvenih konstrukcija i pri određivanju nosivosti pogonskih nosivih konstrukcija prilikom njihovog ispitivanja.
Dizajn otpora drvo R(MPa) - ovo su glavne karakteristike čvrstoće elemenata od pravog drveta stvarnih konstrukcija. Ovo drvo ima prirodne nedostatke i radi pod stresom dugi niz godina. Projektni otpori se dobijaju na osnovu standardnih otpora, uzimajući u obzir faktor pouzdanosti materijala at i faktor trajanja opterećenja t al prema formuli
Koeficijent at mnogo više od jedinstva. Uzima u obzir smanjenje čvrstoće pravog drva kao rezultat heterogenosti strukture i prisutnosti raznih nedostataka koji ne postoje u laboratorijskim uzorcima. U osnovi, čvrstoća drveta je smanjena čvorovima. Oni smanjuju radnu površinu poprečnog presjeka rezanjem i guranjem njegovih uzdužnih vlakana, stvarajući ekscentricitet uzdužnih sila i nagib vlakana oko čvora. Nagib vlakana uzrokuje da se drvo rasteže popreko i pod uglom u odnosu na vlakna, čija je čvrstoća u ovim smjerovima mnogo manja nego duž vlakana. Defekti drveta smanjuju vlačnu čvrstoću drveta za skoro polovinu, a za oko jedan i pol puta pri pritisku. Pukotine su najopasnije u područjima gdje je drvo usitnjeno. Povećanjem veličine presjeka elemenata smanjuju se naponi prilikom njihovog razaranja zbog veće nehomogenosti raspodjele naprezanja po presjecima, što se također uzima u obzir pri određivanju projektnih otpora.
Faktor trajanja opterećenja 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 otpor I yL skoro W^ polovina kratkoročnih /tg.
Kvaliteta drveta prirodno utječe na veličinu njegovih izračunatih otpora. Drvo 1. razreda - sa najmanje nedostataka ima najveću otpornost na dizajn. Dizajnerska otpornost drveta 2. i 3. razreda je niža. Na primjer, izračunata otpornost drveta bora i smreke 2. razreda na kompresiju dobija se iz izraza
Proračunska otpornost drveta bora i smreke na pritisak, zatezanje, savijanje, lomljenje i drobljenje data je u pril. 6.
Koeficijenti uslova rada t na projektnu otpornost drveta uzimaju se u obzir uvjeti u kojima se drvene konstrukcije proizvode i rade. Faktor pasmine t" uzima u obzir različitu čvrstoću drveta različitih vrsta, koje se razlikuju od čvrstoće drveta bora i smreke. Faktor opterećenja t uzima u obzir kratko trajanje djelovanja vjetra i opterećenja instalacije. Kada se zgnječi t n= 1,4, za druge vrste napona t n = 1.2. Visinski koeficijent presjeka prilikom savijanja drva od lijepljenih greda s visinom presjeka većom od 50 cm / 72b smanjuje se sa 1 na 0,8, s visinom presjeka od 120 cm - čak i više. Koeficijent debljine sloja lijepljenih drvenih elemenata uzima u obzir povećanje njihove čvrstoće na pritisak i savijanje kako se smanjuje debljina lijepljenih ploča, zbog čega se povećava homogenost strukture lijepljenog drveta. Njegove vrijednosti su unutar 0,95. 1.1. Koeficijent savijanja m rH uzima u obzir dodatna naprezanja savijanja koja nastaju kada se ploče savijaju tijekom proizvodnje savijenih lijepljenih drvenih elemenata. Zavisi od omjera polumjera savijanja i debljine h/b dasaka i ima vrijednost 1,0. 0,8 kako se ovaj odnos povećava sa 150 na 250. Temperaturni koeficijent m t uzima u obzir smanjenje čvrstoće drvenih konstrukcija koje rade na temperaturama od +35 do +50 °C. Smanjuje se sa 1,0 na 0,8. Koeficijent vlage t ow uzima u obzir smanjenje čvrstoće drvenih konstrukcija koje rade u vlažnom okruženju. Pri vlažnosti vazduha u prostorijama od 75 do 95% t vl = 0,9. Na otvorenom u suvim i normalnim prostorima t ow = 0,85. Sa stalnom vlagom iu vodi t ow = 0,75. Faktor koncentracije stresa t k = 0,8 uzima u obzir lokalno smanjenje čvrstoće drveta u područjima vezanja i rupa u napetosti. Faktor trajanja opterećenja t dl = 0,8 uzima u obzir smanjenje čvrstoće drva kao rezultat činjenice da dugotrajna opterećenja ponekad čine više od 80% ukupne količine opterećenja koja djeluju na konstrukciju.
Modul elastičnosti drveta utvrđeno kratkotrajnim laboratorijskim testovima, E cr= 15-10 3 MPa. Uzimajući u obzir deformacije pri dugotrajnom opterećenju, pri proračunu po ugibima £ = 10 4 MPa (Prilog 7).
Normativne i projektne otpornosti građevinske šperploče dobivene su istim metodama kao i za drvo. U ovom slučaju je uzet u obzir njegov oblik lima i neparan broj slojeva sa međusobno okomitim smjerom vlakana. Stoga je čvrstoća šperploče u ova dva smjera različita, a duž vanjskih vlakana je nešto veća.
U konstrukcijama se najviše koristi sedmoslojna šperploča marke FSF. Njegovi izračunati otpori duž vlakana vanjskih furnira su: vlačna # f. p = 14 MPa, kompresija #f. c \u003d 12 MPa, savijanje izvan ravnine /? f.„ = 16 MPa, lomljenje u ravni # f. sk \u003d 0,8 MPa i rez /? f. cf - 6 MPa. Preko vlakana vanjskih furnira, ove vrijednosti su respektivno jednake: I f_r= 9 MPa, kompresija # f. c \u003d 8,5 MPa, savijanje # F.i = 6,5 MPa, usitnjavanje R$. CK= 0,8 MPa, rez # f. cf = = 6 MPa. Moduli elastičnosti i smicanja duž vanjskih vlakana su, respektivno, E f = 9-10 3 MPa i b f = 750 MPa, a preko vanjskih vlakana £ f = 6-10 3 MPa i G$ = 750 MPa.
Dizajn graničnog stanja
Dizajn graničnog stanja Granična stanja su ona stanja u kojima se konstrukcija više ne može koristiti kao rezultat vanjskih i unutrašnjih opterećenja 16.11.2011.
Prilikom proračuna ovom metodom, konstrukcija se razmatra u svom projektnom graničnom stanju. Za projektno granično stanje uzima se takvo stanje konstrukcije u kojem ona prestaje zadovoljavati operativne zahtjeve koji su joj nametnuti, odnosno gubi sposobnost otpornosti na vanjske utjecaje, ili prima neprihvatljive deformacije ili lokalna oštećenja.
Za čelične konstrukcije uspostavljena su dva projektna granična stanja:
- prvo projektno granično stanje, određeno nosivošću ( , stabilnost ili izdržljivost); ovo granično stanje moraju zadovoljiti sve čelične konstrukcije;
- drugo projektno granično stanje, određeno razvojem prekomjernih deformacija (progiba i pomaka); ovo granično stanje moraju zadovoljiti konstrukcije u kojima veličina deformacija može ograničiti mogućnost njihovog rada.
Prvo projektno granično stanje je izraženo nejednakošću
gdje je N projektna sila u konstrukciji iz zbira učinaka projektnih opterećenja P u najnepovoljnijoj kombinaciji;
F je nosivost konstrukcije, koja je funkcija geometrijskih dimenzija konstrukcije, projektne otpornosti materijala R i koeficijenta radnih uslova m.
Projektna opterećenja P, za koja je konstrukcija proračunata (prema graničnom stanju), uzimaju se nešto veća od normativnih. Projektno opterećenje definira se kao proizvod standardnog opterećenja faktorom preopterećenja n (većim od jedan), uzimajući u obzir opasnost od prekoračenja opterećenja u odnosu na njegovu standardnu vrijednost zbog moguće varijabilnosti opterećenja:
Vrijednosti koeficijenata p date su u tabeli Regulatorna i projektna opterećenja, faktori preopterećenja.
Dakle, konstrukcije se razmatraju pod utjecajem ne operativnih (normativnih), već projektnih opterećenja. Iz utjecaja projektnih opterećenja na konstrukciju određuju se projektne sile (aksijalna sila N ili moment M), koje se nalaze prema općim pravilima otpora materijala i mehanike konstrukcija.
Desna strana glavne jednadžbe (1.I)- nosivost konstrukcije F - zavisi od krajnje otpornosti materijala na efekte sile, koju karakterišu mehanička svojstva materijala i koja se naziva normativni otpor R n, kao i od geometrijskih karakteristika presjeka (površine presjeka F, modul W, itd.).
Za konstrukcijski čelik, pretpostavlja se da je normativna otpornost jednaka granici tečenja,
(za najčešći građevinski čelični razred St. 3 σ t \u003d 2.400 kg / cm 2).
Projektna otpornost čelika R uzima se kao naprezanje jednako standardnom otporu pomnoženom s koeficijentom uniformnosti k (manjim od jedan), uzimajući u obzir opasnost od smanjenja otpora materijala u odnosu na njegovu standardnu vrijednost zbog varijabilnosti mehaničkih svojstava materijala
Za obične niskougljične čelike k = 0,9, a za visokokvalitetne (niskolegirane) k = 0,85.
Dakle, izračunati otpor R- to je napon jednako najmanjoj mogućoj vrijednosti granice popuštanja materijala, koja je za projekt prihvaćena kao granica.
Dakle, glavna računska jednačina (1.I) će imati sljedeći oblik:
- pri provjeravanju čvrstoće konstrukcije pod djelovanjem aksijalnih sila ili momenata
gdje su N i M projektirane aksijalne sile ili momenti od projektnih opterećenja (uzimajući u obzir faktore preopterećenja); F nt - neto površina poprečnog presjeka (minus rupe); W nt - modul neto presjeka (minus rupe);
- prilikom provjere stabilnosti konstrukcije
gdje je F br i W br - površina i moment otpora bruto presjeka (bez odbitka rupa); φ i φ b - koeficijenti koji smanjuju konstrukcijski otpor na vrijednosti koje osiguravaju stabilnu ravnotežu.
Obično se pri proračunu predviđene konstrukcije prvo odabire presjek elementa, a zatim se provjerava napon od projektnih sila, koji ne bi trebao premašiti projektni otpor pomnožen s koeficijentom radnih uvjeta.
Stoga ćemo, uz formule oblika (4.I) i (5.I), ove formule ispisati u radnom obliku kroz izračunate napone, na primjer:
- prilikom testiranja snage
- prilikom provjere stabilnosti
gdje je σ projektno naprezanje u konstrukciji (od projektnih opterećenja).
Koeficijenti φ i φ b u formulama (8.I) i (9.I) ispravnije su zapisani na desnoj strani nejednadžbe kao koeficijenti koji smanjuju izračunate otpore na kritična naprezanja. I samo radi praktičnosti izvođenja izračuna i poređenja rezultata, oni su napisani u nazivniku lijeve strane ovih formula.
* Vrijednosti standardnih otpora i koeficijenata uniformnosti date su u "Građevinskim normama i pravilima" (SNiP), kao iu "Normama i specifikacijama za projektovanje čeličnih konstrukcija" (NiTU 121-55).
"Projektovanje čeličnih konstrukcija",
K.K. Mukhanov
Postoji nekoliko kategorija napona: osnovni, lokalni, dodatni i unutrašnji. Osnovni stresovi su stresovi koji se razvijaju unutar tijela kao rezultat balansiranja efekata vanjskih opterećenja; oni se računaju. Uz neravnomjernu raspodjelu toka snage po poprečnom presjeku, uzrokovanu, na primjer, oštrom promjenom poprečnog presjeka ili prisustvom rupe, dolazi do lokalne koncentracije naprezanja. Međutim, u plastičnim materijalima, koji uključuju građevinski čelik, ...
Prilikom proračuna dozvoljenih naprezanja konstrukcija se razmatra u njenom radnom stanju pod dejstvom opterećenja dozvoljenih pri normalnom radu konstrukcije, odnosno standardnih opterećenja. Uvjet čvrstoće konstrukcije je da naprezanja u konstrukciji od standardnih opterećenja ne prelaze dozvoljena naprezanja utvrđena normama, koja su dio krajnjeg naprezanja materijala prihvaćenog za građevinski čelik...