Plaatide arvutamine piirseisundite järgi. Kaks piirseisundite rühma. Limit State Groups

Ehituskonstruktsioonid peavad ennekõike olema piisava töökindlusega - see tähendab võimet täita teatud funktsioone sobivatel tingimustel teatud aja jooksul. Vähemalt ühe hoonekonstruktsiooni poolt talle ette nähtud funktsiooni täitmise lõpetamist nimetatakse rikkeks.

Seega, ebaõnnestumise all mõistetakse sellise juhusliku sündmuse toimumise võimalust, mille tagajärjeks on sotsiaalsed või majanduslikud kahjud. Arvatakse, et rikkele eelnenud struktuur läheb piirseisundisse.

Piirseisundid on sellised seisundid, mille ilmnemisel konstruktsioon lakkab vastamast sellele esitatavatele nõuetele, st kaotab väliskoormusele vastupanuvõime või saab vastuvõetamatuid liikumisi või lokaalseid kahjustusi.

Ehituskonstruktsioonide piirseisundite tekkimise põhjused võivad olla ülekoormused, materjalide madal kvaliteet, millest need on valmistatud, ja palju muud.

Peamine erinevus vaadeldava meetodi ja varasemate arvutusmeetodite vahel (arvutamine lubatud pingete järgi) seisneb selles, et siin on konstruktsioonide piirseisundid selgelt paika pandud ja ühe ohutusteguri asemel k arvutusse on sisse viidud projekteerimiskoefitsientide süsteem, mis tagab kindla turvalisusega struktuuri nende seisundite tekke vastu kõige ebasoodsamatel (kuid tõesti võimalikel) tingimustel. Praegu on see arvutusmeetod aktsepteeritud peamise ametliku meetodina.

Raudbetoonkonstruktsioonid võivad nõutava jõudluse kaotada kahel põhjusel:

1. Kandevõime ammendumise tagajärjel (materjali hävimine enimkoormatud sektsioonides, üksikute elementide või kogu konstruktsiooni kui terviku stabiilsuse kaotus);

2. Ülemääraste deformatsioonide (painde, vibratsiooni, settimise) tagajärjel, samuti pragude tekke või nende liigse avanemise tagajärjel.

Vastavalt ülaltoodud kahele põhjusele, mis võivad põhjustada konstruktsioonide jõudluse vähenemist, kehtestavad standardid nende piirseisundite kaks rühma:

Kandevõime järgi (esimene rühm);

Tavatööks sobivuse järgi (teine rühm).

Arvutuse ülesanne on vältida mis tahes piirseisundi tekkimist vaadeldavas konstruktsioonis valmistamise, transportimise, paigaldamise ja kasutamise ajal.

Esimese rühma piirseisundite arvutused peaksid tagama konstruktsiooni töötamise ajal ja muudel tööetappidel selle tugevuse, kuju stabiilsuse, asendi stabiilsuse, vastupidavuse jne.

Teise rühma piirolekute arvutused tehakse selleks, et vältida konstruktsiooni töötamise ajal ja teistel selle tööetappidel liigset laiusesse avanemist, mis põhjustab armatuuri enneaegset korrosiooni või nende teket. liigsete liigutustena.

Hinnangulised tegurid

Need on materjalide (betoon ja armatuur) koormused ja mehaanilised omadused. Neil on statistiline varieeruvus või väärtuste hajumine. Piirseisundi arvutustes võetakse arvesse (kaudsel kujul) materjalide koormuste ja mehaaniliste omaduste varieeruvust, samuti mitmesuguseid ebasoodsaid või soodsaid betooni ja armatuuri töötingimusi, hoonete ja rajatiste elementide valmistamise ja käitamise tingimusi.

Koormused, materjalide mehaanilised omadused ja disainikoefitsiendid on normaliseeritud. Raudbetoonkonstruktsioonide projekteerimisel määratakse koormuste, betooni ja armatuuri takistuste väärtused vastavalt SNiP 2.01.07-85 * ja SP 52-101-2003 peatükkidele.

Koormuste klassifikatsioon. Normatiivsed ja arvestuslikud koormused

Koormused ja mõjud hoonetele ja rajatistele jagunevad sõltuvalt nende toime kestusest püsivateks ja ajutisteks. Viimased jagunevad omakorda pikaajaliseks, lühiajaliseks ja eriliseks.

on hoonete ja rajatiste kande- ja piirdekonstruktsioonide kaal, pinnase kaal ja rõhk, eelpingestuste mõju raudbetoonkonstruktsioonid.

sisaldab: põrandatel asuvate statsionaarsete seadmete - tööpingid, seadmed, mootorid, konteinerid jne - kaal; gaaside, vedelike, tahkete ainete rõhk mahutites; ladudes, külmikutes, aidates, raamatuhoidlates, arhiivides jms ruumides ladustatavate materjalide ja riiuliseadmete põrandakoormused; statsionaarsete seadmete temperatuuri tehnoloogilised mõjud; veekihi kaal veega täidetud tasastel pindadel jne.

Nende hulka kuuluvad: inimeste kaal, remondimaterjalid seadmete hoolduse ja remondi valdkonnas, täisstandardväärtusega lumekoormused, tuulekoormused, konstruktsioonielementide valmistamisel, transportimisel ja paigaldamisel tekkivad koormused ja mõned teised.

hõlmavad seismilisi ja plahvatuslikke mõjusid; tehnoloogilise protsessi teravatest häiretest, ajutisest rikkest või seadmete rikkest vms põhjustatud koormused.

SNiP 2.01.07-85 * kohased koormused jagunevad ka normatiivseteks ja arvutatud.

Regulatiivseteks koormusteks nimetatakse koormusi või lööke, mis on hoonete ja rajatiste normaalsel tööl oma suuruselt lähedased suurimale võimalikule. Nende väärtused on toodud normides.

Ebasoodsat koormuse varieeruvust hinnatakse koormuse ohutusteguriga γ f.

Koormuse g arvutuslik väärtus konstruktsiooni tugevuse või stabiilsuse arvutamiseks määratakse selle standardväärtuse korrutamisega g lk koefitsiendiga γ f, tavaliselt suurem kui 1

Väärtused eristatakse sõltuvalt koormuste olemusest ja nende suurusest. Näiteks kui võtta arvesse betoon- ja raudbetoonkonstruktsioonide omakaalu = 1,1; võttes arvesse tehases teostatud erinevate tasanduskihtide, täitematerjalide, küttekehade omamassi = 1,2 ja ehitusplatsil = 1,3. Ühtlaselt jaotatud koormuste jaoks tuleks võtta koormuse ohutustegurid:

1,3 - täisstandardväärtusega alla 2 kPa (2 kN / m 2);

1,2 - täisstandardväärtusel 2 kPa (2 kN / m 2) ja rohkem. Koormuse usaldusväärsuse koefitsient oma kaalu kohta konstruktsiooni asendi stabiilsuse arvutamisel tõusu, ümbermineku ja libisemise vastu, samuti muudel juhtudel, kui massi vähenemine halvendab konstruktsiooni töötingimusi, on 0,9.

Teise rühma piirseisundite arvutused tehakse standardkoormuste või arvutatud koormuste järgi, mis on võetud γ f = 1.

Hooned ja rajatised on samaaegselt allutatud erinevatele koormustele. Seetõttu tuleb hoone või rajatise kui terviku või selle üksikute elementide arvutamisel võtta arvesse nende koormuste või nendest põhjustatud jõudude kõige ebasoodsamaid kombinatsioone. Ebasoodsad, kuid tõesti võimalikud koormuse kombinatsioonid projekteerimise ajal valitakse vastavalt SNiP 2.01.07-85* soovitustele.

Sõltuvalt vaadeldavate koormuste koostisest eristatakse kombinatsioone:

- peamine, sealhulgas püsivad, pikaajalised ja lühiajalised koormused

T \u003d ΣT post + ψ 1 ΣT pikk + ψ 2 ΣT mitmekordne,

kus T = M, T, Q;

ψ - kombinatsiooni koefitsient (kui võtta arvesse 1 lühiajalist koormust, siis ψ 1 \u003d ψ 2 \u003d 1,0, kui kombinatsioon sisaldab 2 või enam lühiajalist koormust, siis ψ 1 \u003d 0,95, ψ 2 \u003d 0,9);

- eriline, sealhulgas lisaks püsivatele, pikaajalistele ja lühiajalistele koormustele erikoormus (ψ 1 \u003d 0,95, ψ 2 \u003d 0,80).

1. Meetodi olemus

Konstruktsioonide arvutusmeetod piirseisundite järgi on destruktiivsete jõudude arvutamise meetodi edasiarendus. Selle meetodi abil arvutamisel on konstruktsioonide piirseisundid selgelt paika pandud ja kasutusele võetakse projekteerimiskoefitsientide süsteem, mis tagab konstruktsiooni nende olekute tekke vastu kõige ebasoodsamate koormuste kombinatsioonide ja tugevusomaduste madalaimate väärtuste korral. materjalidest.

Hävitamisetappe, kuid konstruktsiooni ohutust koormuse all hinnatakse mitte ühe sünteesiva ohutusteguri, vaid projekteerimiskoefitsientide süsteemiga. Piirseisundi meetodil projekteeritud ja arvutatud konstruktsioonid on mõnevõrra säästlikumad.

2. Kaks piirseisundite rühma

Piirseisundid on seisundid, milles konstruktsioonid ei vasta enam töötamise ajal neile kehtestatud nõuetele, st nad kaotavad võime taluda väliseid koormusi ja mõjusid või saavad vastuvõetamatuid liikumisi või lokaalseid kahjustusi.

Raudbetoonkonstruktsioonid peavad vastama arvutuse nõuetele kahe piirseisundite rühma jaoks: kandevõime puhul - esimene piirseisundite rühm; vastavalt sobivusele tavatööks - teine piirseisundite rühm.

konstruktsiooni kuju stabiilsuse kaotus (õhukeseseinaliste konstruktsioonide stabiilsuse arvestus jne) või selle asendi (arvutus ümbermineku ja libisemise kohta) tugiseinad, ekstsentriliselt koormatud kõrged vundamendid; maetud või maa-aluste veehoidlate tõusu arvutamine jne);

väsimusrike (konstruktsioonide väsimusarvutus korduva liikuva või pulseeriva koormuse mõjul: kraanatalad, liiprid, tasakaalustamata masinate karkassi vundamendid ja laed jne);

hävitamine jõutegurite koosmõjust ja kahjulikud mõjud väliskeskkond (perioodiline või pidev kokkupuude agressiivse keskkonnaga, vahelduv külmutamine ja sulatamine jne).

Teise rühma piirseisundite arvutus tehakse selleks, et vältida:

pragude ülemäärane või pikaajaline avanemine (kui pragude teke või pikaajaline avanemine on töötingimustes lubatud);

liigsed liigutused (painded, pöördenurgad, kaldenurgad ja vibratsiooni amplituudid).

Konstruktsiooni kui terviku, aga ka selle üksikute elementide või osade piirseisundite arvutamine toimub kõikidel etappidel: tootmine, transport, paigaldamine ja käitamine; kus arvutusskeemid peab vastama aktsepteeritud konstruktiivseid lahendusi ja kõik ülaltoodud sammud.

3. Hinnangulised tegurid

Arvestustegurid - betooni ja armatuuri koormused ja mehaanilised omadused (tõmbetugevus, voolavuspiir) - omavad statistilist muutlikkust (väärtuste hajuvus). Koormused ja mõjud võivad erineda etteantud keskmiste väärtuste ületamise tõenäosusest ning materjalide mehaanilised omadused võivad erineda etteantud keskmiste väärtuste langemise tõenäosusest. Piirseisundi arvutamisel võetakse arvesse materjalide koormuste ja mehaaniliste omaduste statistilist varieeruvust, mittestatistilisi tegureid ning mitmesuguseid ebasoodsaid või soodsaid füüsikalisi, keemilisi ja mehaanilisi tingimusi betooni ja armatuuri tööks, hoonete ja rajatiste elementide tootmiseks ja käitamiseks. . Koormused, materjalide mehaanilised omadused ja disainikoefitsiendid on normaliseeritud.

Koormuste, betooni ja armatuuri vastupidavuse väärtused määratakse vastavalt SNiP peatükkidele "Koormused ja mõjud" ning "Betoon- ja raudbetoonkonstruktsioonid".

4. Koormuste klassifikatsioon. Regulatiivsed ja projekteerimiskoormused

Sõltuvalt toime kestusest jagatakse koormus alaliseks ja ajutiseks. Ajutised koormused jagunevad omakorda pikaajalisteks, lühiajalisteks, erikoormusteks.

Koormused hoonete ja rajatiste kande- ja piirdekonstruktsioonide massist, pinnase massist ja rõhust ning eelpingestatud raudbetoonkonstruktsioonide mõjust on püsivad.

Pikaajalised koormused tulenevad põrandal olevate statsionaarsete seadmete massist - tööpingid, aparaadid, mootorid, paagid jne; gaaside, vedelike, tahkete ainete rõhk mahutites; koormad ladudes, külmikutes, arhiivides, raamatukogudes jms hoonetes ja rajatistes; aastal normidega kehtestatud pingelise koormuse osa elamud, teenindus- ja majapidamisruumid; statsionaarsete seadmete pikaajalised temperatuuritehnoloogilised mõjud; koormused ühelt silt- või ühelt siltkraanalt, korrutatuna koefitsientidega: keskmise koormusega kraanade puhul 0,5 ja raskeveokite kraanade puhul 0,7; lumekoormus III-IV kliimapiirkondadele koefitsientidega 0,3-0,6. Kraana täpsustatud väärtused, mõned ajutised ja lumekoormused moodustavad osa nende koguväärtusest ja lisatakse arvutusse, võttes arvesse seda tüüpi koormuste mõju kestust nihketele, deformatsioonidele ja pragunemisele. Nende koormuste täisväärtused on lühiajalised.

Lühiajalised on inimeste, osade, materjalide massist tulenevad koormused seadmete hoolduse ja remondi valdkondades - kõnniteedel ja muudel seadmetest vabadel aladel; osa koormusest elamute ja ühiskondlike hoonete põrandatele; konstruktsioonielementide valmistamisel, transportimisel ja paigaldamisel tekkivad koormused; hoonete ja rajatiste ehitamisel või käitamisel kasutatavate õhu- ja sildkraanade koormused; lume- ja tuulekoormused; temperatuuri kliimamõjud.

Erikoormuste hulka kuuluvad: seismilised ja plahvatusohtlikud mõjud; seadmete talitlushäirest või rikkest ja järsust rikkumisest põhjustatud koormused tehnoloogiline protsess(näiteks temperatuuri järsu tõusu või langusega jne); aluse ebaühtlaste deformatsioonide mõju, millega kaasneb pinnase struktuuri fundamentaalne muutus (näiteks vajuva pinnase deformatsioonid leotamise ajal või igikeltsa pinnase deformatsioonid sulamise ajal) jne.

Normatiivkoormused määratakse normidega vastavalt etteantud tõenäosusele ületada keskmisi väärtusi või vastavalt nimiväärtustele. Regulatiivsed konstantsed koormused võetakse vastavalt geomeetriliste ja projekteerimisväärtustele disaini parameetrid ja keskmise tiheduse väärtused. Regulatiivsed ajutised tehnoloogilised ja paigalduskoormused on seatud normaalseks tööks ette nähtud kõrgeimatele väärtustele; lumi ja tuul - vastavalt aastaste ebasoodsate väärtuste keskmisele või ebasoodsatele väärtustele, mis vastavad nende teatud keskmisele kordumise perioodile.

Arvutuslikud koormused konstruktsioonide projekteerimiseks tugevuse ja stabiilsuse tagamiseks määratakse standardkoormuse korrutamisel koormuse ohutusteguriga Vf, mis on tavaliselt suurem kui üks, näiteks g=gnyf. Töökindluskoefitsient betoon- ja raudbetoonkonstruktsioonide massist Yf = M; betoonkonstruktsioonide massist kergetel täitematerjalidel (keskmise tihedusega 1800 kg / m3 või vähem) ja erinevatel tehases teostatud tasanduskihtidel, täitematerjalidel, küttekehadel, Yf = l,2, paigaldamisel yf = \,3 ; erinevatest ajutistest koormustest sõltuvalt nende väärtusest yf = it 2. 1.4. Konstruktsioonide kaalust tulenev ülekoormuse koefitsient positsiooni stabiilsuse arvutamisel tõusu, ümbermineku ja libisemise vastu, samuti muudel juhtudel, kui massi vähenemine halvendab konstruktsiooni töötingimusi, on 7f = 0,9. Konstruktsioonide arvutamisel ehitusjärgus korrutatakse arvutatud lühiajalised koormused koefitsiendiga 0,8. Arvutuslikud koormused konstruktsioonide deformatsioonide ja nihkete arvutamiseks (teise piirseisundite rühma jaoks) on võrdsed standardväärtustega koefitsiendiga Yf -1-

koormuste kombinatsioon. Konstruktsioonid peavad olema projekteeritud erinevatele koormuste või vastavate jõudude kombinatsioonidele, kui arvutus toimub mitteelastse skeemi järgi. Sõltuvalt arvesse võetavate koormuste koostisest on: peamised kombinatsioonid, mis koosnevad püsivatest, pikaajalistest ja lühiajalistest koormustest või jõududest alates nx; spetsiaalsed kombinatsioonid, mis koosnevad püsivast, pikaajalisest, võimalikust lühiajalisest ja ühest nendest tulenevatest erikoormustest või pingutustest.

Vaadeldakse ^ve põhiliste koormuste kombinatsioonide gruppe. Esimese rühma põhikombinatsioonide konstruktsioonide arvutamisel võetakse arvesse konstantseid, pikaajalisi ja ühe lühiajalisi koormusi; teise rühma põhikombinatsioonide konstruktsioonide arvutamisel võetakse arvesse konstantset, pikaajalist ja kahte (või enamat) lühiajalist koormust; samas kui lühiajalised väärtused

koormused või vastavad jõud tuleks korrutada kombinatsiooniteguriga, mis on võrdne 0,9-ga.

Spetsiaalsete kombinatsioonide konstruktsioonide arvutamisel tuleks lühiajaliste koormuste või vastavate jõudude väärtused korrutada kombinatsiooniteguriga, mis on võrdne 0,8-ga, välja arvatud seismiliste piirkondade hoonete ja rajatiste projekteerimisstandardites sätestatud juhud.

Samuti võimaldavad normid talade ja risttalade arvutamisel vähendada pingelisi koormusi, olenevalt koormatud põranda pindalast.

5. Hoonete ja rajatiste vastutuse määr

Hoone ja rajatiste vastutuse aste konstruktsioonide piirseisundite saavutamisel määratakse materiaalse ja sotsiaalse kahju suuruse järgi. Konstruktsioonide projekteerimisel tuleks arvestada ühtse ettevõtte otstarbega töökindlustegurit, mille väärtus sõltub hoonete või rajatiste vastutusklassist. Kandevõime piirväärtused, takistuste arvutuslikud väärtused, deformatsioonide, pragude avade piirväärtused või koormuste, jõudude või muude mõjude arvestuslikud väärtused tuleks korrutada selle koefitsiendiga vastavalt eesmärk.

Kokkupandavate raudbetoontoodete tehastes läbiviidud eksperimentaalsed uuringud näitasid, et raske betooni ja poorse täitematerjali betooni puhul on variatsioonikoefitsient U

0,135, mis on normides aktsepteeritud.

Matemaatilises statistikas, kasutades pa või mitte kumbagi, hinnatakse ajutise takistuse väärtuste kordumise tõenäosust alla V. Kui aktsepteerime x = 1,64, on väärtuste kordumine tõenäoline<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.

Betooni klassi kontrollimisel aksiaalse tõmbetugevuse järgi võetakse betooni normatiivne takistus aksiaalsele tõmbetugevusele Rbtn võrdseks selle garanteeritud tugevusega (klassiga). aksiaalne venitus.

Betooni arvutuslik takistus esimese piirseisundite rühma arvutamiseks määratakse, jagades standardtakistused betooni vastavate töökindlusteguritega surve korral ybc = 1,3 prn pinge ^ = 1,5 ja tõmbetugevuse kontrollimisel yy = 1,3 . Betooni projekteerimiskindlus aksiaalsele survele

Klasside B50, B55, B60 raske betooni arvestuslik survetugevus korrutatakse koefitsientidega, mis võtavad arvesse kõrgtugeva betooni mehaaniliste omaduste eripära (libisemisdeformatsioonide vähendamine), vastavalt 0,95; 0,925 ja 0,9.

Ümardatud betooni arvutusliku takistuse väärtused on toodud App. I.

Konstruktsioonielementide arvutamisel vähendatakse betooni arvestustakistusi Rb ja Rbt ning mõnel juhul suurendatakse neid betooni töötingimuste uy vastavate koefitsientide korrutamisel, võttes arvesse betooni omaduste omadusi: koormuse kestust. ja selle korduv kordamine; ehitise tingimused, olemus ja toimimise etapp; selle valmistamise meetod, ristlõike mõõtmed jne.

Armatuuri arvutuslik survetakistus Rsc, mida kasutatakse konstruktsioonide arvutamisel esimese piirseisundite rühma jaoks, kui armatuur on betooniga seotud, on võrdne armatuuri vastava projekteeritud tõmbetugevusega Rs, kuid mitte üle 400 MPa (põhineb betoonvanni ülima kokkusurutavuse kohta). Konstruktsioonide arvutamisel, mille puhul võetakse betooni arvestuslik vastupidavus pikaajalisele koormusele, võttes arvesse töötingimuste koefitsienti y&2 klassid A-I V, At-IVC; /? dC \u003d 500 MPa klasside A-V, At-V, A-VI, At-VI, V-I, Vr-P, K-7, K-19 tugevdusega (kuna betooni lõplik kokkusurutavus suureneb pikema toimega veidi koormusest). Sel juhul tuleb järgida projekteerimise erinõudeid ristarmatuuri paigaldamisel, mis kaitseb pikisuunas kokkusurutud armatuuri paindumise eest, sammuga mitte üle 500 mm või mitte rohkem kui kahekordse elemendi antud tahu laiuse. Armatuuri nakkumise puudumisel betooniga Rsc-0.

Konstruktsioonielementide arvutamisel vähendatakse või mõnel juhul suurendatakse armatuuri projekteerimistakistusi, korrutades need vastavate töötingimuste koefitsientidega ySi, võttes arvesse selle tugevusomaduste mittetäieliku kasutamise võimalust pingete ebaühtlase jaotumise tõttu ristlõikes. , betooni madal tugevus, ankurdustingimused, painde olemasolu , terase tõmbediagrammi iseloom, selle omaduste muutus sõltuvalt konstruktsiooni töötingimustest jne.

Põikjõu mõju elementide arvutamisel vähendatakse põiksarruse arvutuslikke takistusi, lisades töötingimuste koefitsiendi -um ^ OD, mis võtab arvesse pingete ebaühtlast jaotumist armatuuris kogu armatuuri pikkuses. kaldus lõik. Lisaks võetakse Вр-I klassi traadist valmistatud põiki keevitatud sarruse ja A-III klassi varrasarmatuuri puhul kasutusele koefitsient Vs2=0,9, mis arvestab klambrite keevisühenduse hapra purunemise võimalust. Tabel 1 ja 2 rakendus. v.

Lisaks tuleks arvutuslikud takistused Rs, Rsc ja Rsw korrutada töötingimuste koefitsientidega: Ys3, 7 * 4 - koormuse korduval rakendamisel (vt VIII peatükk); ysb^lx/lp või uz

1x/1ap - pingeülekande tsoonis ja ankruteta pingutamata armatuuri ankurdamise tsoonis; 7 ^ 6 - kõrge tugevusega armatuuri töötamisel pingetel, mis ületavad tingimusliku voolavuspiiri (7o.2.

Armatuuri arvutuslik takistus teise piirseisundite rühma arvutamiseks määratakse armatuuri usaldusväärsuse teguriks 7s = 1, s.o. võetakse võrdseks standardväärtustega Rs, ser = Rsn ja neid võetakse arvesse sarruse töötingimuste koefitsiendiga

Raudbetoonkonstruktsiooni pragunemiskindlus on selle vastupidavus lõhenemisele pinge-deformatsiooniseisundi I staadiumis või vastupidavus pragude avanemisele pinge-deformatsiooniseisundi II etapis.

Raudbetoonkonstruktsiooni või selle osade pragunemiskindlusele esitatakse arvestuses erinevad nõuded, olenevalt kasutatavast armatuuri tüübist. Need nõuded kehtivad tavaliste pragude ja elemendi pikitelje suhtes kallutatud pragude kohta ning need on jagatud kolme kategooriasse:

Pragude avanemist pidevate, pikaajaliste ja lühiajaliste koormuste mõjul peetakse lühikeseks; pidevat pragude avanemist arvestatakse ainult püsivate ja pikaajaliste koormuste mõjul. Prao avanemise piirlaius (accr - short ja accr2 long), mille juures on tagatud hoonete normaalne töö, armatuuri korrosioonikindlus ja konstruktsiooni vastupidavus, ei tohiks sõltuvalt pragunemiskindluse nõuete kategooriast ületada 0,05-0,4 mm (tabel II .2).

Vedeliku või gaasi rõhu all olevad eelpingestatud elemendid (paagid, survetorud jne), täielikult pingutatud sektsioonis varda- või traatsarrustusega, samuti osaliselt kokkusurutud sektsioonis traatsarrustusega läbimõõduga 3 mm või vähem peavad vastama Esimeste kategooriate nõuded. Muud eelpingestatud elemendid, olenevalt projekteerimistingimustest ja tugevduse tüübist, peavad vastama teise või kolmanda kategooria nõuetele.

Koormuste arvestamise protseduur pragunemiskindluse arvutamisel sõltub pragunemiskindluse nõuete kategooriast: esimese kategooria nõuete kohaselt tehakse arvutus vastavalt projekteeritud koormustele koormuse yf> ohutusteguriga. l (nagu tugevuse arvutamisel); teise ja kolmanda kategooria nõuete kohaselt arvutatakse koormuste mõju koefitsiendiga V / \u003d b Pragude moodustumise arvutus, et teha kindlaks vajadus kontrollida pragude lühiajalist avanemist. teise kategooria nõuetele, tehakse pragude tekke arvutus arvutuslike koormuste mõjul koefitsiendiga yf>U. Pragude avanemise kontrollid kolmanda kategooria nõuete kohaselt tehakse koormuste mõjul koefitsiendiga Y / -1. Pragunemiskindluse arvutamisel võetakse arvesse kõigi koormuste, välja arvatud spetsiaalsete, ühistegevust. Pragude tekke arvutamisel võetakse arvesse erikoormusi juhtudel, kui praod põhjustavad katastroofilist olukorda. Pragude sulgemise arvutus teise kategooria nõuete kohaselt viiakse läbi konstantsete ja pikaajaliste koormuste korral koefitsiendiga y / -1. Koormuste arvestamise kord on toodud tabelis. P.Z. Eelpingestatud elementide otstes lõikudes pingete ülekandumise tsooni pikkuses armatuurilt betoonile 1P ei ole pragunemine lubatud kõigi koormuste (välja arvatud spetsiaalsed) koosmõjul, mis on arvutatud koefitsiendiga Y / = L SEE nõue tuleneb asjaolust, et betooni enneaegne pragunemine elementide otstes - võib põhjustada sarruse väljatõmbamist betoonist koormuse all ja äkilist purunemist.

läbipainde suurenemine. Nende pragude mõju võetakse arvesse konstruktsiooniarvutustes. Elementide puhul, mis töötavad S&-tingimustes korduvate koormuste mõjul ja on arvestatud vastupidavusele, ei ole selliste pragude teke lubatud.

Esimese rühma piirolekud. Tugevusarvutused lähtuvad pinge-deformatsiooni seisundi III etapist. Konstruktsiooni sektsioonil on vajalik tugevus, kui arvestuslikest koormustest tulenevad jõud ei ületa sektsiooni poolt tajutavaid jõude materjalide arvutuslike takistuste juures, võttes arvesse töötingimuste koefitsienti. Arvutuskoormustest T (näiteks paindemoment või pikisuunaline jõud) tulenev jõud on standardkoormuste, ohutustegurite ja muude tegurite C funktsioon (konstruktsioonimudel, dünaamiline tegur jne).

Teise rühma piirolekud. Elemendi pikitelje suhtes normaalsete ja kallutatud pragude moodustumise arvutus viiakse läbi selleks, et kontrollida elementide pragunemiskindlust, millele on kehtestatud esimese kategooria nõuded, ning samuti teha kindlaks, kas pragusid tekivad elementides, pragunemiskindlus on kehtestatud teise ja kolmanda kategooria nõuetega. Arvatakse, et pikitelje suhtes normaalseid pragusid ei teki, kui koormuste mõjul tekkiv jõud T (paindemoment või pikisuunaline jõud) ei ületa jõudu TSgf, mida saab tajuda elemendi läbilõikega.

Arvestatakse, et elemendi pikitelje suhtes kallutatud pragusid ei teki, kui betooni peamised tõmbepinged ei ületa arvestuslikke väärtusi,

Normaalse ja pikitelje suhtes kallutatud pragude avanemise arvutus seisneb pragude avanemise laiuse määramises pingutusarmatuuri tasemel ja selle võrdlemises maksimaalse avanemislaiusega. Andmed pragude avanemise maksimaalse laiuse kohta on toodud tabelis. II.3.

Nihke arvutamine seisneb elemendi läbipainde määramises koormustest, võttes arvesse nende toime kestust ja võrreldes seda lõpliku läbipaindega.

Piirläbipainded on seatud erinevate nõuetega: tehnoloogilised, tulenevad kraanade, tehnoloogiliste paigaldiste, masinate jne normaalsest tööst; konstruktiivne, naaberelementide mõju tõttu, mis piiravad deformatsioone, vajadust taluda kindlaksmääratud kaldeid jne; esteetiline.

Eelpingestatud elementide piirläbipaineid saab suurendada kurvi kõrguse võrra, kui see ei ole piiratud tehnoloogiliste või projekteerimisnõuetega.

Koormuste arvestamise kord läbipainete arvutamisel on järgmine: kui see on piiratud tehnoloogiliste või projekteerimisnõuetega - püsivate, pikaajaliste ja lühiajaliste koormuste mõjul; kui see on piiratud esteetiliste nõuetega - pidevate ja pikaajaliste koormuste toimele. Sel juhul võetakse koormuse ohutusteguriks Yf

Erinevate raudbetoonelementide normidega kehtestatud piirläbipainded on toodud tabelis II.4. Konsoolide piiravad läbipainded, mis on seotud konsooli väljaulatumisega, on kaks korda suuremad.

Lisaks tuleb mittenaaberelementide jaoks teha täiendav volatiilsusarvutus. raudbetoonplaadid laed, trepid, tasandikud jne: täiendav läbipaine lühiajalisest kontsentreeritud koormusest 1000 N selle kõige ebasoodsama rakendusskeemi korral ei tohiks ületada 0,7 mm.

Piiroleku arvutamise meetod

Peatükk 2. Raudbetooni takistusteooria eksperimentaalsed alused ja raudbetoonkonstruktsioonide arvutamise meetodid

Piiroleku arvutamise meetod

Selle meetodiga arvutamisel võetakse konstruktsioon arvesse selle projekteeritud piirolekus. Projekteeritud piirseisundi jaoks võetakse konstruktsiooni selline olek, kus see ei vasta enam sellele kehtestatud töönõuetele, st kas kaotab välismõjudele vastupanuvõime või saab vastuvõetamatu deformatsiooni või lokaalseid kahjustusi.

Teraskonstruktsioonide jaoks on kehtestatud kaks projekteerimispiirolekut:

esimene projekteeritud piirseisund, mis on määratud kandevõimega (tugevus, stabiilsus või vastupidavus); sellele piirseisundile peavad vastama kõik teraskonstruktsioonid;
teine arvutuslik piirseisund, mis on määratud ülemääraste deformatsioonide (läbipainded ja nihked) tekkega; seda piirseisu peavad rahuldama konstruktsioonid, milles deformatsioonide suurus võib piirata nende toimimise võimalust.

Esimest konstruktsiooni piirseisundit väljendatakse ebavõrdsusega

kus N on arvutusjõud konstruktsioonis arvutuslike koormuste P mõjude summast kõige ebasoodsamas kombinatsioonis;

Ф - konstruktsiooni kandevõime, mis on funktsioon konstruktsiooni geomeetrilistest mõõtmetest, materjali R arvestuslikust takistusest ja töötingimuste koefitsiendist m.

Normidega (SNiP) kehtestatud maksimaalseid koormusi, mis on lubatud konstruktsioonide normaalsel tööl, nimetatakse standardkoormusteks P n (vt I lisa, Koormused ja koormustegurid).

Arvutuslikud koormused P, mille jaoks konstruktsioon on arvutatud (vastavalt piirseisundile), on võetud normatiivsetest mõnevõrra suuremad. Arvutuskoormus määratletakse kui standardkoormuse korrutis ülekoormusteguriga n (suurem kui üks), võttes arvesse koormuse ületamise ohtu võrreldes selle standardväärtusega koormuse võimalikust muutlikkusest:

Koefitsientide p väärtused on toodud tabelis Regulatiivsed ja arvutuslikud koormused, ülekoormustegurid.

Seega käsitletakse konstruktsioone mitte töö- (normatiivsete), vaid projekteerimiskoormuste mõju all. Arvutuslike koormuste mõjust konstruktsioonile määratakse arvutusjõud (telgjõud N või moment M), mis leitakse üldreeglid materjalide tugevus ja konstruktsioonimehaanika.

Põhivõrrandi (1.I) parem pool- konstruktsiooni kandevõime Ф - sõltub materjali lõplikust vastupidavusest jõumõjudele, mida iseloomustavad materjali mehaanilised omadused ja mida nimetatakse normatiivseks takistuseks R n, samuti sektsiooni geomeetrilistest omadustest (ristlõikepindala F , moodul W jne).

Konstruktsiooniterase puhul eeldatakse, et normatiivne takistus on võrdne voolavuspiiriga,

(kõige tavalisema ehitusterase klassi St. 3 jaoks σ t \u003d 2400 kg / cm 2).

Terase R arvutuslikuks takistuseks võetakse pinge, mis on võrdne standardtakistusega, mis on korrutatud ühtlusteguriga k (vähem kui üks), võttes arvesse materjali takistuse vähenemise ohtu võrreldes selle standardväärtusega varieeruvuse tõttu. materjali mehaanilistest omadustest

Tavaliste madala süsinikusisaldusega teraste puhul k = 0,9 ja kvaliteetsete (madallegeeritud) teraste puhul k = 0,85.

Seega arvutatud takistus R- see on pinge, mis on võrdne materjali voolavuspiiri väikseima võimaliku väärtusega, mis on projekti jaoks võetud piiriks.

Lisaks tuleb konstruktsiooni ohutuse tagamiseks arvesse võtta kõiki võimalikke kõrvalekaldeid tavatingimustest, mis on tingitud konstruktsiooni töö iseärasustest (näiteks tingimused, mis soodustavad suurenenud korrosiooni tekkimist jne). Selleks võetakse kasutusele töötingimuste koefitsient m, mis enamiku konstruktsioonide ja ühenduste puhul eeldatakse olevat võrdne ühega (vt lisa Töötingimuste koefitsiendid m).

Seega on põhiarvutusvõrrandil (1.I) järgmine vorm:

konstruktsiooni tugevuse kontrollimisel teljesuunaliste jõudude või momentide mõjul

kus N ja M on arvutuslikest koormustest tulenevad telgjõud või momendid (võttes arvesse ülekoormustegureid); F nt - neto ristlõikepindala (miinus augud); W nt - võrgulõike moodul (miinus augud);

konstruktsiooni stabiilsuse kontrollimisel

kus F br ja W br - ristlõike pindala ja takistusmoment (välja arvatud augud); φ ja φ b - koefitsiendid, mis vähendavad projekteerimiskindlust väärtustele, mis tagavad stabiilse tasakaalu.

Tavaliselt valitakse kavandatud konstruktsiooni arvutamisel esmalt elemendi sektsioon ja seejärel kontrollitakse projekteerimisjõududest tulenevat pinget, mis ei tohiks ületada projekteeritud takistust, mis on korrutatud töötingimuste koefitsiendiga.

Seetõttu kirjutame koos vormide (4.I) ja (5.I) valemitega need valemid töövormis arvutatud pingete kaudu, näiteks:

kus σ on arvestuslik pinge konstruktsioonis (arvutuskoormustest).

Valemite (8.I) ja (9.I) koefitsiendid φ ja φ b on korrektsemalt kirjutatud võrratuse paremale poolele koefitsientidena, mis vähendavad arvutuslikke takistusi kriitilistele pingetele. Ja ainult arvutuste tegemise ja tulemuste võrdlemise mugavuse huvides on need kirjutatud nende valemite vasakpoolsesse nimetajasse.

* Standardtakistuste ja ühtluskoefitsientide väärtused on toodud "Ehitusnormides ja reeglites" (SNiP), samuti "Normides ja spetsifikatsioonid teraskonstruktsioonide projekteerimine” (NITU 121-55).

"Teraskonstruktsioonide projekteerimine",

Pingetel on mitu kategooriat: põhi-, kohalik, lisa- ja sisemine. Põhipinged on pinged, mis tekivad keha sees väliste koormuste mõju tasakaalustamise tulemusena; nad loevad. Jõuvoolu ebaühtlase jaotumise korral ristlõike ulatuses, mis on põhjustatud näiteks ristlõike järsust muutusest või augu olemasolust, tekib kohalik pingekontsentratsioon. Kuid plastmaterjalides, sealhulgas ehitusteras, ...

Lubatud pingete arvutamisel arvestatakse konstruktsiooni tööseisundis konstruktsiooni normaalsel töötamisel lubatud koormuste ehk standardkoormuste mõjul. Konstruktsiooni tugevustingimuseks on, et konstruktsioonis standardkoormustest tekkivad pinged ei ületaks normidega kehtestatud lubatud pingeid, mis on osa ehitusteraseks aktsepteeritava materjali ülimuslikust pingest ...

Piiroleku analüüsi meetod – teraskonstruktsiooni analüüsi meetod – projekteerimise alused – teraskonstruktsioonide projekteerimine

Selle meetodiga arvutamisel võetakse konstruktsioon arvesse selle projekteeritud piirolekus. Sellist olekut võetakse projekteerimispiirolekuna ...

Kaks piirseisundite rühma

Esimese rühma piirseisundite arvutus tehakse selleks, et vältida:

Habras, plastiline või muud tüüpi murd (tugevusarvutus, võttes vajaduse korral arvesse konstruktsiooni läbipainet enne hävitamist);

Konstruktsiooni kuju stabiilsuse kadu (arvutus õhukeseseinaliste konstruktsioonide stabiilsuse kohta jne) või selle asend (arvutus tugiseinte ümbermineku ja libisemise kohta, ekstsentriliselt koormatud kõrged vundamendid; maetud või maa-aluste reservuaaride tõusu arvestus jne. .);

Väsimusrike (korduva liikuva või pulseeriva koormuse mõjul olevate konstruktsioonide väsimusanalüüs: kraanatalad, liiprid, tasakaalustamata masinate karkassi vundamendid ja laed jne);

Hävitamine jõutegurite ja ebasoodsate keskkonnamõjude (perioodiline või pidev kokkupuude agressiivse keskkonnaga, vahelduv külmutamine ja sulatamine jne) koosmõjul.

Teise rühma piirseisundite arvutus tehakse selleks, et vältida:

Liigne või pikaajaline pragude avanemine (kui pragude teke või pikaajaline avanemine on töötingimustes lubatud);

Liigne liikumine (painded, pöördenurgad, kaldenurgad ja vibratsiooni amplituudid).

Konstruktsiooni kui terviku, aga ka selle üksikute elementide või osade piirseisundite arvutamine toimub kõikidel etappidel: tootmine, transport, paigaldamine ja käitamine; samas peavad projekteerimisskeemid vastama vastuvõetud projektlahendustele ja igale loetletud etapile.

Koormuste, betooni ja armatuuri vastupidavuse väärtused määratakse vastavalt SNiP peatükkidele "Koormused ja mõjud" ning "Betoon- ja raudbetoonkonstruktsioonid".

Koormuste klassifikatsioon. Regulatiivsed ja projekteerimiskoormused

Sõltuvalt toime kestusest jagatakse koormus alaliseks ja ajutiseks. Ajutised koormused jagunevad omakorda pikaajalisteks, lühiajalisteks, erikoormusteks.

Koormused hoonete ja rajatiste kande- ja piirdekonstruktsioonide massist, pinnase massist ja rõhust ning eelpingestatud raudbetoonkonstruktsioonide mõjust on püsivad.

Pikaajalised koormused tulenevad põrandal olevate statsionaarsete seadmete massist - tööpingid, aparaadid, mootorid, paagid jne; gaaside, vedelike, tahkete ainete rõhk mahutites; koormad ladudes, külmikutes, arhiivides, raamatukogudes jms hoonetes ja rajatistes; osa normidega kehtestatud ajutisest koormusest elamutes, büroo- ja olmeruumides; statsionaarsete seadmete pikaajalised temperatuuritehnoloogilised mõjud; koormused ühelt silt- või ühelt siltkraanalt, korrutatuna koefitsientidega: keskmise koormusega kraanade puhul 0,5 ja raskeveokite kraanade puhul 0,7; lumekoormus III-IV kliimapiirkondadele koefitsientidega 0,3-0,6. Kraana, mõne ajutise ja lumekoormuse näidatud väärtused on osa nende koguväärtusest ja sisestatakse arvutusse, võttes arvesse seda tüüpi koormuste toime kestust nihketele, deformatsioonidele ja pragunemisele. Nende koormuste täisväärtused on lühiajalised.

Erikoormuste hulka kuuluvad: seismilised ja plahvatusohtlikud mõjud; koormused, mis on põhjustatud seadmete talitlushäirest või rikkest ja tehnoloogilise protsessi järsust rikkumisest (näiteks temperatuuri järsk tõus või langus jne); aluse ebaühtlaste deformatsioonide mõju, millega kaasneb pinnase struktuuri fundamentaalne muutus (näiteks vajuva pinnase deformatsioonid leotamise ajal või igikeltsa pinnase deformatsioonid sulamise ajal) jne.

Keskmise tiheduse väärtused. Normatiivne ajutine; tehnoloogilised ja paigalduskoormused seatakse normaalseks tööks ette nähtud kõrgeimate väärtuste järgi; lumi ja tuul - vastavalt aastaste ebasoodsate väärtuste keskmisele või ebasoodsatele väärtustele, mis vastavad nende teatud keskmisele kordumise perioodile.

Konstruktsioonide tugevuse ja stabiilsuse arvutamiseks kasutatavad arvutuslikud koormused määratakse standardkoormuse korrutamisel koormuse ohutusteguriga Yf, mis on tavaliselt suurem kui üks, näiteks G= Gnyt. Töökindluskoefitsient betoon- ja raudbetoonkonstruktsioonide massist Yf = M; tehases teostatud betoonist konstruktsioonide massil kergetel täitematerjalidel (keskmise tihedusega 1800 kg / m3 või vähem) ja erinevatel tasanduskihtidel, täitematerjalidel, küttekehadel, Yf = l,2, paigaldamisel Yf = l>3 ; erinevatelt pingestatud koormustelt sõltuvalt nende väärtusest Yf = l. 2. 1.4. Konstruktsioonide massist tulenev ülekoormuse koefitsient positsiooni stabiilsuse arvutamisel tõusu, ümbermineku ja libisemise vastu, samuti muudel juhtudel, kui massi vähenemine halvendab konstruktsiooni töötingimusi, on yf = 0,9. Konstruktsioonide arvutamisel ehitusjärgus korrutatakse arvutatud lühiajalised koormused koefitsiendiga 0,8. Arvutuslikud koormused konstruktsioonide deformatsioonide ja nihkete arvutamiseks (teise piirseisundite rühma jaoks) on võrdsed standardväärtustega koefitsiendiga Yf = l-

Vaadeldakse kahte põhikoormuse kombinatsioonide rühma. Esimese rühma põhikombinatsioonide konstruktsioonide arvutamisel võetakse arvesse konstantseid, pikaajalisi ja ühe lühiajalisi koormusi; teise rühma põhikombinatsioonide konstruktsioonide arvutamisel võetakse arvesse konstantset, pikaajalist ja kahte (või enamat) lühiajalist koormust; sel juhul tuleks lühiajaliste koormuste või vastavate pingutuste väärtused korrutada kombinatsiooniteguriga, mis on võrdne 0,9-ga.

Koormuse vähendamine. Sambade, seinte, vundamentide arvutamisel mitmekorruselised hooned põrandate ajutisi koormusi saab vähendada, võttes arvesse nende samaaegse toime tõenäosust, korrutades koefitsiendiga

Kus a - on 0,3 elamute, büroohoonete, ühiselamute jms puhul ja 0,5 erinevate saalide puhul: lugemissaalid, koosolekud, kaubandus jne; m on vaadeldava lõigu koormatud põrandate arv.

Samuti võimaldavad normid talade ja risttalade arvutamisel vähendada pingelisi koormusi, olenevalt koormatud põranda pindalast.

Raudbetoonist

Betoon- ja raudbetoon: omadused ja tootmismeetodid

Tööstustehnoloogiad on NSV Liidus aktiivselt arenenud alates eelmise sajandi keskpaigast ning ehitustööstuse areng nõudis suurt hulka erinevaid materjale. Valmistatud betooni leiutamine oli omamoodi tehniline revolutsioon riigi elus, ...

Tee-seda-ise vaiavedaja

Vaiavedaja või vaiavedaja saab organiseerida kasutades autot, millel on eemaldatud tagatiib (mehaanikal tagavedu), tõstetud tungraua peale ja kasutades ratta asemel ainult velge. Velje ümber keritakse kaabel - see on ...

TÖÖSTUSHOONETE REKONSTRUKTSIOON

1. Hoonete rekonstrueerimise ülesanded ja meetodid Hoonete rekonstrueerimist võib seostada tootmise laiendamise, tehnoloogia kaasajastamisega. protsess, uute seadmete paigaldamine jne. Samal ajal on vaja lahendada keerulisi inseneriprobleeme, mis on seotud …

rullide (lamendamismasin) läbimõõt alates 400 mm.,

toidukuivati (voolu) elektriline,

konveierid, konveierid, kruvid.

Kaks piirseisundite rühma

Piirseisunditeks loetakse seisukordi, milles konstruktsioonid lakkavad vastamast neile esitatavatele nõuetele töötamise ajal, st nad kaotavad

Piirseisundite arvutamise alused. Täislõike konstruktsioonielementide arvutamine.

Vastavalt Venemaal kehtivatele standarditele tuleb puitkonstruktsioonid arvutada piirseisundi meetodil.

Piirseisundid on sellised struktuuride seisundid, milles nad ei vasta enam töönõuetele. Välispõhjus, mis viib piirseisundini, on jõu mõju (väliskoormused, reaktiivjõud). Töötingimuste mõjul võivad tekkida piirseisundid puitkonstruktsioonid, samuti materjalide kvaliteeti, mõõtmeid ja omadusi. Piirseisundeid on kaks rühma:

1 - vastavalt kandevõimele (tugevus, stabiilsus).

2 - deformatsioonidega (painded, nihked).

Esimene rühm piirseisundeid iseloomustab kandevõime kaotus ja täielik sobimatus edasiseks tööks. On kõige vastutustundlikum. Puitkonstruktsioonides võivad esineda järgmised esimese rühma piirseisundid: purunemine, paindumine, ümberminek, lubamatu roome. Neid piirseisundeid ei esine, kui on täidetud järgmised tingimused:

need. kui tavaline stress ( σ ) ja nihkepinged ( τ ) ei ületa mõnda piirväärtust R, nimetatakse disainitakistuseks.

Teine rühm piirseisundeid iseloomustavad sellised märgid, mille puhul konstruktsioonide või rajatiste toimimine, kuigi keeruline, ei ole täielikult välistatud, s.t. disain muutub ebasobivaks normaalne operatsiooni. Konstruktsiooni sobivuse tavakasutuseks määravad tavaliselt läbipainded

See tähendab, et painutuselemendid või -konstruktsioonid sobivad tavakasutuseks, kui läbipainde ja ulatuse suhte maksimaalne väärtus on väiksem kui maksimaalne lubatud suhteline läbipaine [ f/ l] (vastavalt SNiP II-25-80).

Konstruktsioonianalüüsi eesmärk on vältida võimalike piirseisundite tekkimist nii transportimisel ja paigaldamisel kui ka konstruktsioonide töötamise ajal. Esimese piirseisundi arvutamine toimub vastavalt koormuste arvutatud väärtustele ja teise jaoks - vastavalt normatiivväärtustele. Väliste koormuste standardväärtused on toodud SNiP-s "Koormused ja löögid". Arvestuslikud väärtused saadakse, võttes arvesse koormuse ohutustegurit γ n. Konstruktsioonid tuginevad ebasoodsale koormuste kombinatsioonile (tühimass, lumi, tuul), mille tõenäosust võetakse arvesse kombinatsiooni koefitsientide abil (vastavalt SNiP-le "Koormused ja mõjud").

Materjalide peamine omadus, mille järgi hinnatakse nende võimet jõududele vastu seista, on regulatiivne vastupanu R n . Puidu normatiivne vastupidavus arvutatakse arvukate sama liigi puhta (defektideta) puidu proovide arvukate katsete tulemuste põhjal, mille niiskusesisaldus on 12%.

R n = , Kus

on tõmbetugevuse aritmeetiline keskmine,

V- variatsioonikoefitsient,

t- usaldusväärsuse näitaja.

Regulatiivne vastupidavus R n on puhta puidu minimaalne tõenäosuslik tõmbetugevus, mis saadakse lühiajalise koormuse jaoks mõeldud väikese suurusega standardproovide katsetulemuste staatilisel töötlemisel.

Disaini vastupidavus R - See maksimaalne pinge, mis talub konstruktsioonis olevat materjali ilma kokkuvarisemiseta, võttes arvesse kõiki ebasoodsaid tegureid töötingimustes, mis vähendavad selle tugevust.

Üleminekul normatiivselt vastupanult R n arvestuslikule R on vaja arvestada pikaajalise koormuse, defektide (sõlmed, kaldus kiht jne) mõju puidu tugevusele, üleminekut väikestelt standardproovidelt elementidele. hoone mõõtmed. Kõigi nende tegurite koosmõju võetakse arvesse materjali ohutusteguris ( To). Arvutatud takistus saadakse jagamisel R n materjali ohutusteguri kohta:

To dl=0,67 - kestustegur püsivate ja ajutiste koormuste koosmõjul;

To üks = 0,27 ÷ 0,67 - ühtluskoefitsient, olenevalt pingeseisundi tüübist, võttes arvesse defektide mõju puidu tugevusele.

Minimaalne väärtus To üks pinges, kui defektide mõju on eriti suur. Disaini takistused To on toodud tabelis. 3 SNiP II-25-80 (okaspuidu jaoks). R teiste liikide puit saadakse ümberarvestustegurite abil, mis on samuti toodud SNiP-s.

Puidu ja puitkonstruktsioonide ohutus ja tugevus sõltuvad temperatuuri- ja niiskustingimustest. Niisutamine aitab kaasa puidu lagunemisele ja kõrgem temperatuur (üle teadaoleva piiri) vähendab selle tugevust. Nende tegurite arvessevõtmine nõuab töötingimuste koefitsientide kehtestamist: m V ≤1, m T ≤1.

Lisaks eeldab SNiP liimitud elementide kihiteguri arvessevõtmist: m sl = 0,95÷1,1;

üle 50 cm kõrguste kaugtulede valgusvihu koefitsient: m b ≤1;

Painutatud liimitud elementide paindetegur: m härra≤1 jne.

Puidu elastsusmoodul, olenemata liigist, on võrdne:

Ehitusvineeri konstruktsiooniomadused on toodud ka SNiP-s, lisaks võetakse vineerielementide pingete kontrollimisel, nagu puidu puhul, ka töötingimuste koefitsiendid. m. Lisaks võetakse puidu ja vineeri disainikindluse jaoks kasutusele koefitsient m dl=0,8, kui püsivatest ja ajutistest koormustest tulenev summaarne arvutusjõud ületab 80% projekteeritud kogujõust. See tegur lisandub materjali ohutusteguris sisalduvale vähendamisele.

Loeng nr 2 Piirseisundite arvutamise alused

Loeng nr 2 Piirseisundite arvutamise alused. Täislõike konstruktsioonielementide arvutamine. Vastavalt Venemaal kehtivatele standarditele tuleb puitkonstruktsioonid arvutada vastavalt

Limit State Design

Piirriigid on tingimused, mille korral ei saa konstruktsiooni väliste koormuste ja sisepingete tagajärjel enam kasutada. Puidust ja plastist konstruktsioonides võib esineda kaks piirseisundite rühma - esimene ja teine.

Konstruktsioonide ja selle elementide piirseisundite arvutamine üldiselt tuleks läbi viia kõikidel etappidel: transport, paigaldamine ja käitamine - ning arvesse tuleks võtta kõiki võimalikke koormuste kombinatsioone. Arvutuse eesmärk on vältida ei esimese ega teise piirseisundi tekkimist konstruktsiooni transportimise, montaaži ja töötamise protsessides. Seda tehakse materjalide normatiivsete ja projekteerimiskoormuste ning takistuste arvestamise alusel.

Piirseisu meetod on esimene samm ehituskonstruktsioonide töökindluse tagamisel. Töökindlus viitab objekti võimele säilitada töötamise ajal disainile omast kvaliteeti. Ehituskonstruktsioonide töökindluse teooria eripära on vajadus võtta arvesse juhuslike tugevusnäitajatega süsteemide koormuste juhuslikke väärtusi. iseloomulik tunnus piirseisundi meetod seisneb selles, et kõik arvutuses kasutatud algväärtused, olemuselt juhuslikud, on normides esindatud deterministlike, teaduslikult põhjendatud normväärtustega ning nende varieeruvuse mõju konstruktsioonide töökindlusele võetakse arvesse vastavad koefitsiendid. Iga usaldusväärsuse tegur võtab arvesse ainult ühe algväärtuse muutlikkust, s.t. on privaatne. Seetõttu nimetatakse piirolekute meetodit mõnikord ka osakoefitsientide meetodiks. Tegurid, mille varieeruvus mõjutab konstruktsioonide töökindluse taset, võib liigitada viide põhikategooriasse: koormused ja mõjud; konstruktsioonielementide geomeetrilised mõõtmed; struktuuride vastutuse määr; materjalide mehaanilised omadused; konstruktsiooni töötingimused. Kaaluge neid tegureid. Standardkoormuste võimalikku kõrvalekallet üles või alla võtab arvesse koormuse ohutusfaktor 2, millel on olenevalt koormuse tüübist erinev väärtus ühest suurem või väiksem. Need koefitsiendid koos standardväärtustega on esitatud peatükis SNiP 2.01.07-85 Projekteerimisstandardid. "Koormused ja mõjud". Mitme koormuse koosmõju tõenäosust võetakse arvesse, korrutades koormused kombinatsiooniteguriga, mis on toodud standardite samas peatükis. Konstruktsioonielementide geomeetriliste mõõtmete võimalikku ebasoodsat kõrvalekallet võetakse arvesse täpsusteguriga. See suhe on aga puhtal kujul ei ole vastuvõetav. Seda tegurit kasutatakse geomeetriliste karakteristikute arvutamisel, võttes sektsioonide projekteerimisparameetrid miinustolerantsiga. Erineva otstarbega hoonete ja rajatiste kulude mõistlikuks tasakaalustamiseks võetakse kasutusele sihtotstarbeline usaldusväärsuse koefitsient< 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.

Materjali jõulöökide vastupidavuse peamiseks parameetriks on regulatiivsete dokumentidega kehtestatud normatiivne takistus, mis põhineb materjalide mehaaniliste omaduste varieeruvuse statistiliste uuringute tulemustel, testides materjalinäidiseid standardmeetodite järgi. Võimalikku kõrvalekallet normväärtustest võetakse arvesse materjali ohutusteguri ym > 1 juures. See peegeldab materjali omaduste statistilist varieeruvust ja nende erinevust testitud standardnäidiste omadustest. Karakteristikut, mis saadakse standardtakistuse jagamisel koefitsiendiga m, nimetatakse arvutustakistuseks R. See peamine puidu tugevusnäitaja on standarditud SNiP P-25-80 “Projekteerimisstandardid. Puitkonstruktsioonid”.

Töötingimuste koefitsientide m sisseseadmisel võetakse arvesse keskkonna ja töökeskkonna ebasoodsat mõju, nagu tuule- ja paigalduskoormused, sektsiooni kõrgus, temperatuur ja niiskustingimused. Koefitsient m võib olla väiksem kui üks, kui see tegur või tegurite kombinatsioon vähendab konstruktsiooni kandevõimet ja rohkem ühikuid, vastasel juhul. Puidu puhul on need koefitsiendid esitatud dokumendis SNiP 11-25-80 “Disainistandardid.

Läbipainete regulatiivsed piirväärtused vastavad järgmistele nõuetele: a) tehnoloogilised (masinate ja teisaldusseadmete, mõõteriistade jms normaalse töö tingimuste tagamine); b) konstruktiivne (tagades üksteisega külgnevate konstruktsioonielementide terviklikkuse, nende liitekohtade, kandekonstruktsioonide ja vaheseinte, puitmajade jms konstruktsioonide vahelise pilu olemasolu, tagades kindlaksmääratud kalded); c) esteetiline ja psühholoogiline (soodsate muljete pakkumine välimus struktuurid, takistades ohu tajumist).

Lõplike läbipainete suurus sõltub ulatusest ja rakendatud koormuse tüübist. Puitkonstruktsioonide puhul, mis katavad hooneid püsivate ja ajutiste pikaajaliste koormuste mõjul, on maksimaalne läbipaine vahemikus (1/150) - i kuni (1/300) (2). Puidu tugevus väheneb ka mõnede biodestruktsioonist tulenevate kemikaalide mõjul, mis on surve all autoklaavides märkimisväärse sügavusega sisse viidud. Sel juhul on töötingimuste koefitsient tia = 0,9. Pingekontsentratsiooni mõju aukude poolt nõrgendatud pingutatud elementide arvutuslikes lõikudes, samuti ümarpuidust painutatud elementides, millel on arvutusliku lõigu allalõikamine, peegeldab töötingimuste koefitsienti m0 = 0,8. Puidu deformeeritavust puitkonstruktsioonide arvutamisel teise grupi piirseisundite puhul võetakse arvesse elastsusmooduli E baasmooduliga, milleks piki puidukiude suunatud jõul on 10 000 MPa ja risti. kiud, 400 MPa. Stabiilsuse arvutamisel eeldatakse, et elastsusmoodul on 4500 MPa. Puidu (6) põhinihkemoodul mõlemas suunas on 500 MPa. Puidu Poissoni suhe kiudude lõikes piki kiude suunatud pingete korral on pdo o = 0,5 ja piki kiudude kiudude suhtes n900 = 0,02. Kuna koormuse kestus ja tase ei mõjuta mitte ainult puidu tugevust, vaid ka deformatsiooniomadusi, korrutatakse elastsusmooduli ja nihkemooduli väärtus koefitsiendiga τi = 0,8, kui arvutatakse konstruktsioonid, milles elementides tekivad pinged. püsivad ja ajutised pikaajalised koormused, ületavad 80% kõigist koormustest saadavast kogupingest. Metall-puitkonstruktsioonide arvutamisel võetakse terase elastsusomadused ja projekteerimistakistused ning teraselementide liitekohad, samuti armatuur vastavalt SNiP teras- ja raudbetoonkonstruktsioonide projekteerimise peatükkidele.

Kõigist puittoorainet kasutavatest on kandekonstruktsioonide elementidena soovitatav kasutada ainult vineeri, mille põhilised konstruktsioonitakistused on toodud SNiP P-25-80 tabelis 10. Liimvineerkonstruktsioonide sobivatel töötingimustel näeb esimese piirseisundite rühma arvutus ette vineeri põhiliste projekteerimistakistuste korrutamise töötingimuste koefitsientidega tv, tj, tn ja tl. Teise piirseisundite rühma arvutamisel võetakse vineeri elastsusomadused lehe tasapinnas vastavalt tabelile. 11 SNiP P-25-80. Elastsusmoodul ja nihkemoodul konstruktsioonidele sisse erinevaid tingimusi töö, samuti püsivate ja ajutiste pikaajaliste koormuste koosmõjule alluvad tegurid tuleks korrutada puidu jaoks vastuvõetud töötingimuste vastavate koefitsientidega.

Esimene rühm kõige ohtlikum. Selle määrab kasutuskõlbmatus, kui konstruktsioon kaotab hävimise või stabiilsuse kaotuse tagajärjel oma kandevõime. Seda ei juhtu enne maksimaalset normi O või selle elementide lõikepinged t ei ületa nende materjalide arvutuslikke (minimaalseid) takistusi, millest need on valmistatud. See tingimus on kirjutatud valemiga

Esimese rühma piirseisundite hulka kuuluvad: igasugune hävimine, konstruktsiooni üldine stabiilsuse kadu või konstruktsioonielemendi lokaalne stabiilsuse kadu, liigeste rikkumine, mis muudavad konstruktsiooni muutuvaks süsteemiks, vastuvõetamatute jääkdeformatsioonide teke. . Kandevõime arvutamine toimub tõenäolise halvima juhtumi järgi, nimelt: materjali suurima koormuse ja väikseima takistuse järgi, mis on leitud kõiki seda mõjutavaid tegureid arvestades. Ebasoodsad kombinatsioonid on toodud reeglites.

Teine rühm vähem ohtlik. Selle määrab konstruktsiooni sobimatus normaalseks tööks, kui see paindub vastuvõetamatu väärtuseni. Seda ei juhtu enne, kui selle maksimaalne suhteline läbipaine /// ei ületa maksimaalseid lubatud väärtusi. See tingimus on kirjutatud valemiga

Puitkonstruktsioonide arvutamine deformatsioonide teise piirseisundi järgi kehtib peamiselt paindekonstruktsioonide kohta ja selle eesmärk on piirata deformatsioonide suurust. Arvutamine toimub standardkoormustel, korrutamata neid töökindlusteguritega, eeldades puidu elastsust. Deformatsioonide arvutamine toimub puidu keskmiste omaduste, mitte vähendatud omaduste järgi, nagu kandevõime kontrollimisel. Seda seletatakse asjaoluga, et läbipainde suurenemine mõnel juhul madalama kvaliteediga puidu kasutamisel ei kujuta ohtu konstruktsioonide terviklikkusele. See seletab ka asjaolu, et deformatsioonide arvutamine toimub normatiivsete, mitte arvutuslike koormuste jaoks. Teise rühma piirseisu illustreerimiseks võib tuua näite, kui sarikate lubamatu läbipainde tagajärjel tekivad sarikate sisse praod. katusekate. Niiskuse vool häirib sel juhul hoone normaalset tööd, toob kaasa puidu vastupidavuse vähenemise selle niiskuse tõttu, kuid hoonet kasutatakse edasi. Teise piirseisundi arvutamine on reeglina teisejärgulise tähtsusega, sest peamine on tagada kandevõime. Läbipaindepiirid on aga eriti olulised saagivate sidemetega struktuuride puhul. Seetõttu tuleb puitkonstruktsioonide (komposiitraamid, komposiittalad, plank-naelkonstruktsioonid) deformatsioon määrata, võttes arvesse sidemete vastavuse mõju (SNiP P-25-80. Tabel 13).

koormused, konstruktsioonidele tegutsemine on määratud ehituseeskirjade ja -reeglitega - SNiP 2.01.07-85 "Koormused ja mõjud". Puidust ja plastist konstruktsioonide arvutamisel arvestatakse peamiselt konstantset koormust konstruktsioonide ja muude ehituselementide omamassist. g ja lühiajalised koormused lume raskusest S, tuule rõhk W. Arvesse lähevad ka inimeste ja seadmete kaalust tulenevad koormused. Igal koormusel on standard- ja disainiväärtus. Normväärtust tähistatakse mugavalt indeksiga n.

Regulatiivsed koormused on koormuste algväärtused: pingelised koormused määratakse pikaajaliste vaatluste ja mõõtmiste andmete töötlemise tulemusena. Püsikoormused arvutatakse konstruktsioonide, muude hoone elementide ja seadmete omakaalu ja mahu järgi. Teise piirseisundite rühma - läbipainde - konstruktsioonide arvutamisel võetakse arvesse regulatiivseid koormusi.

Projekteerimiskoormused määratakse normatiivsete alusel, arvestades nende võimalikku varieeruvust, eriti ülespoole. Selleks korrutatakse standardkoormuste väärtused koormuse ohutusteguriga y, mille väärtused on erinevatel koormustel erinevad, kuid need on kõik suuremad kui ühtsus. Jaotatud koormuse väärtused on antud kilopaskalites (kPa), mis vastab kilonjuutonitele ruutmeeter(kN/m). Enamik arvutusi kasutab lineaarseid koormusväärtusi (kN/m). Arvestuskoormusi kasutatakse konstruktsioonide arvutamisel esimese piirseisundite rühma, tugevuse ja stabiilsuse jaoks.

g", konstruktsioonile mõjuv, koosneb kahest osast: esimene osa on koormus kõikidelt ümbritsevate konstruktsioonide elementidelt ja sellele konstruktsioonile toetuvad materjalid. Iga elemendi koormus määratakse, korrutades selle mahu materjali tiheduse ja konstruktsioonide vahekaugusega; teine osa on põhikandekonstruktsiooni omaraskusest tulenev koormus. Eelarvestuses saab ligikaudselt määrata koormuse põhikandekonstruktsiooni omamassist, võttes arvesse konstruktsioonielementide sektsioonide tegelikke mõõtmeid ja mahtu.

võrdub normatiivteguri korrutisega koormuse usaldusväärsusteguriga y. Konstruktsioonide omaraskusest tulenevale koormusele y= 1.1, kuid isolatsioonist, katusest, aurutõkkest ja muudest tulenevate koormuste jaoks y= 1.3. Püsiv koormus tavapärastelt kaldenurgaga viilkatustelt A on mugav viidata nende horisontaalprojektsioonile, jagades selle cos-iga A.

Normatiivne lumekoormus s H määratakse lumikatte normkaalu so alusel, mis on antud katte horisontaalprojektsiooni koormusnormides (kN / m 2), olenevalt riigi lumepiirkonnast. See väärtus korrutatakse koefitsiendiga p, mis võtab arvesse kallet ja muid katte kuju tunnuseid. Siis standardkoormus s H = s 0 p<х > 25° p == (60° - a°)/35°. See. koormus on ühtlane ja võib olla kahe- või ühepoolne.

Segmenteeritud sõrestikel või kaartel võlvkatuste korral määratakse ühtlane lumekoormus, võttes arvesse koefitsienti p, mis sõltub ava pikkuse / võlvi kõrguse suhtest /: p = //(8/).

Kaare kõrguse ja avause suhtega f/l= 1/8 lumekoormust võib olla kolmnurkne maksimaalse väärtusega s” ühel jalal ja 0,5 s” teisel ja nullväärtusel harjal. Koefitsiendid p, mis määravad maksimaalse lumekoormuse väärtused suhetes f/l= 1/8, 1/6 ja 1/5, vastavalt 1,8; 2.0 ja 2.2. Lumekoormust kaarekatetel võib defineerida kui viilkatet, pidades sillutist tinglikult viilkatuseks piki tasapinda, mis läbivad kaarekohtades põranda telgede kõõlu. Arvutatud lumekoormus võrdub standardkoormuse ja koormuse ohutusteguri korrutisega 7- Enamiku kergete puit- ja plastkonstruktsioonide puhul standardse konstantse ja lumekoormuse suhtega g n/s H < 0,8 коэффициент y= 1.6. Nende koormuste suure suhte korral juures =1,4.

Koormus koormaga inimese kaalust võetakse võrdseks - normatiiv R"= 0,1 kN ja arvutatud R = p ja y = 0,1 1,2 = 1,2 kN. tuulekoormus. Normatiivne tuulekoormus w koosneb rõhust sh’+ ja imemisest w n - tuul. Tuulekoormuse määramise lähteandmed on tuule rõhu väärtused, mis on suunatud risti pinnakatte ja hoonete seintega. Wi(MPa), olenevalt riigi tuulepiirkonnast ja aktsepteeritud vastavalt koormuste ja löökide normidele. Reguleerivad tuulekoormused w” määratakse normaalse tuulerõhu korrutamisel koefitsiendiga k, võttes arvesse hoonete kõrgust ja aerodünaamilist koefitsienti koos, arvestades selle kuju. Enamiku puidust ja plastist ehitiste puhul, mille kõrgus ei ületa 10 m, k = 1.

Aerodünaamiline koefitsient Koos sõltub hoone kujust, selle absoluut- ja suhtelistest mõõtmetest, kalletest, katete suhtelistest kõrgustest ja tuule suunast. Enamikul viilkatustel, mille kaldenurk ei ületa a = 14 °, toimib tuulekoormus imemise kujul W-. Samas see põhimõtteliselt ei suurenda, vaid vähendab konstruktsioonides püsivatest ja lumekoormustest tulenevaid jõude ning arvutuses ei pruugita seda ohutusvaru juures arvesse võtta. Tuulekoormust tuleb arvestada hoonete sammaste ja seinte arvutamisel, samuti kolmnurk- ja lantsettkonstruktsioonide arvutamisel.

Arvutatud tuulekoormus võrdub normiga, mis on korrutatud ohutusteguriga y= 1.4. Seega w = = w"y.

Regulatiivsed takistused puit R H(MPa) on defektidest puhaste puidupindade tugevuse peamised omadused. Need määratakse 12% niiskusesisaldusega kuiva puidu väikeste standardproovide arvukate laboratoorsete katsete tulemuste põhjal pinge-, surve-, painutamise, purustamise ja purustamise kohta.

95% testitud puiduproovidest on survetugevus võrdne selle standardväärtusega või sellest suurem.

Standardtakistuste väärtused on toodud u. 5 on praktiliselt kasutusel puidu tugevuse laboratoorses kontrollis puitkonstruktsioonide valmistamise protsessis ja töötavate kandekonstruktsioonide kandevõime määramisel nende uuringute käigus.

Disaini takistused puit R(MPa) - need on tõeliste konstruktsioonide pärispuitelementide tugevuse peamised omadused. Sellel puidul on looduslikud plekid ja see töötab stressi all aastaid. Projekti takistused saadakse standardtakistuste alusel, võttes arvesse materjali usaldusväärsuse tegurit juures ja laadimise kestuse tegur t al valemi järgi

Koefitsient juures palju enamat kui ühtsus. See võtab arvesse pärispuidu tugevuse vähenemist, mis on tingitud struktuuri heterogeensusest ja mitmesuguste defektide olemasolust, mida laboriproovides ei esine. Põhimõtteliselt vähendavad puidu tugevust oksakohad. Nad vähendavad tööpiirkond lõigud, lõigates ja lükates selle pikisuunalisi kiude, loovad pikisuunaliste jõudude ekstsentrilisuse ja kiudude kalde ümber sõlme. Kiudude kalde tõttu venib puit risti ja nurga all kiudude suhtes, mille tugevus nendes suundades on palju väiksem kui piki kiudu. Puiduvead vähendavad puidu tõmbetugevust ligi poole võrra ja kokkusurumisel umbes poolteist korda. Praod on kõige ohtlikumad piirkondades, kus puit on hakitud. Elementide sektsioonide suuruse suurenemisega vähenevad pinged nende hävimise ajal, kuna pingete jaotus sektsioonide vahel on suurem heterogeensus, mida võetakse arvesse ka projekteerimistakistuste määramisel.

Laadimise kestuse tegur 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 sisse vastupanu ma yL peaaegu W^ pool lühiajalisest /tg.

Puidu kvaliteet mõjutab loomulikult selle arvutatud takistuste suurust. 1. klassi puit - kõige väiksemate vigadega on kõrgeima disainikindlusega. 2. ja 3. klassi puidu konstruktsioonikindlus on madalam. Näiteks 2. klassi männi- ja kuusepuidu arvestuslik vastupidavus survele saadakse avaldisest

Männi- ja kuusepuidu arvestuslik vastupidavus survele, tõmbele, paindumisele, hakkimisele ja muljumisele on toodud App. 6.

Töötingimuste koefitsiendid T puidu projekteerimiskindlusele, võetakse arvesse puitkonstruktsioonide valmistamise ja töötamise tingimusi. Tõu tegur T" võtab arvesse erinevate liikide puidu erinevat tugevust, mis erinevad männi- ja kuusepuidu tugevusest. Koormustegur t võtab arvesse tuule ja paigalduskoormuste mõju lühikest kestust. Kui purustada t n= 1,4, muud tüüpi pingete jaoks t n = 1.2. Sektsioonide kõrguskoefitsient liimpuidust talade, mille sektsiooni kõrgus on üle 50 cm / 72b, puidu painutamisel väheneb 1-lt 0,8-le, sektsiooni kõrgusega 120 cm - veelgi rohkem. Liimpuitelementide kihi paksuse koefitsient arvestab nende surve- ja paindetugevuse suurenemist liimpuitplaatide paksuse vähenemisel, mille tulemusena suureneb liimpuidu struktuuri homogeensus. Selle väärtused jäävad 0,95 piiresse. 1.1. Paindekoefitsient m rH arvestab täiendavaid paindepingeid, mis tekivad plaatide paindumisel painutatud liimpuitelementide valmistamisel. See sõltub painde raadiuse ja h/b plaatide paksuse suhtest ja selle väärtus on 1,0. 0,8, kuna see suhe suureneb 150-lt 250-le. Temperatuuri koefitsient m t arvestab temperatuuridel +35 kuni +50 °C töötavate puitkonstruktsioonide tugevuse vähenemist. See väheneb 1,0-lt 0,8-le. Niiskuse koefitsient t ow arvestab niiskes keskkonnas töötavate puitkonstruktsioonide tugevuse vähenemist. Ruumide õhuniiskusel 75–95% t vl = 0,9. Õues kuivades ja tavalistes piirkondades t ow = 0,85. Pideva niiskusega ja vees t ow = 0,75. Stressi kontsentratsioonifaktor t k = 0,8 võtab arvesse puidu tugevuse lokaalset vähenemist kinnituskohtades ja pingeaukudes. Koormuste kestuse koefitsient t dl = 0,8 võtab arvesse puidu tugevuse vähenemist, mis on tingitud sellest, et pikaajalised koormused moodustavad kohati üle 80% konstruktsioonile mõjuvate koormuste koguhulgast.

Puidu elastsusmoodul määratakse lühiajaliste laboratoorsete testidega, E kr= 15-10 3 MPa. Võttes arvesse deformatsioone pikaajalisel koormusel, arvutades läbipainde £ = 10 4 MPa (7. lisa).

Ehitusvineeri norm- ja projekttakistused saadi samade meetoditega nagu puidul. Sel juhul võeti arvesse selle lehtkuju ja paaritu arvu kiudude vastastikku risti olevaid kihte. Seetõttu on vineeri tugevus nendes kahes suunas erinev ja piki välimisi kiude on see mõnevõrra suurem.

Konstruktsioonides on enim kasutatav FSF kaubamärgi seitsmekihiline vineer. Selle arvutuslikud takistused piki välimiste spoonide kiude on: tõmbetugevus # f. p = 14 MPa, kompressioon #f. c \u003d 12 MPa, tasapinnast välja painutamine /? f.„ = 16 MPa, killustik tasapinnas # f. sk \u003d 0,8 MPa ja lõika /? f. vrd - 6 MPa. Välimiste spoonide kiudude puhul on need väärtused võrdsed: I f_r= 9 MPa, surve # f. c \u003d 8,5 MPa, painutamine # F.i \u003d 6,5 MPa, purustamine R$. CK= 0,8 MPa, lõigatud # f. cf = = 6 MPa. Elastsus- ja nihkemoodulid piki välimisi kiude on vastavalt E f = 9-10 3 MPa ja b f = 750 MPa ning piki välimisi kiude £ f = 6-10 3 MPa ja G$ = 750 MPa.

Limit State Design

Piirseisundi projekteerimine Piirolekud on olekud, mille korral konstruktsiooni ei saa enam väliste ja sisemiste koormuste tõttu kasutada.

Alates 1955. aastast on meie riigis raudbetoonkonstruktsioonide arvutamine piirseisundite meetodil.

· Piir on arusaadav konstruktsiooni selline seisund, mille saavutamise järel muutub edasine töö võimatuks väliste koormuste vastupanuvõime kaotuse või lubamatute liikumiste või lokaalsete kahjustuste tõttu. Vastavalt sellele luuakse kaks piirseisundite rühma: esimene - kandevõime järgi; teine - tavakasutuseks sobivuse jaoks.

· Arvutamine esimese piirseisundite rühma jaoks viiakse läbi selleks, et vältida konstruktsioonide hävimist (tugevusanalüüs), konstruktsiooni kuju stabiilsuse kadu (väljamurdmise analüüs) või selle asendit (ümbermineku või libisemise analüüs), väsimuse purunemist (vastupidavuse analüüs).

· Teise piirseisundite rühma arvutus Selle eesmärk on vältida liigsete deformatsioonide (läbipainde) teket, välistada betooni pragunemise võimalus või piirata nende avanemise laiust ning tagada vajadusel ka pragude sulgemine pärast osa koormuse eemaldamist.

Esimese piirseisundite rühma arvutus on peamine ja seda kasutatakse sektsioonide valimisel. Teise rühma arvutused tehakse nende konstruktsioonide kohta, mis tugevana kaotavad oma jõudlust liigsete läbipainete (talad, suured sildeulatused suhteliselt väikese koormuse korral), pragude (paagid, survetorustikud) või liigse pragude avanemise tõttu, mis põhjustab enneaegset. armatuuri korrosioon .

Konstruktsioonile mõjuvad koormused ja materjalide tugevusomadused, millest konstruktsioon on valmistatud, on muutlikud ja võivad erineda keskmistest väärtustest. Seetõttu, tagamaks, et konstruktsiooni normaalse töö käigus ei esineks ühtegi piirseisundit, võetakse kasutusele projekteerimiskoefitsientide süsteem, mis võtab arvesse erinevate konstruktsioonide töökindlust mõjutavate tegurite võimalikke kõrvalekaldeid (ebasoodsas suunas): 1) koormuse ohutustegurid γ f , võttes arvesse koormuste või löökide muutlikkust; 2) betooni γ b ja armatuuri γ s ohutustegurid. võttes arvesse nende tugevusomaduste varieeruvust; 3) ehitise γ n töökindluskoefitsiendid, arvestades hoonete ja rajatiste vastutusastet ja kapitalisatsiooni; 4) töötingimuste koefitsiendid γ bi ja γ si , võimaldades hinnata mõningaid materjalide ja konstruktsioonide töö tunnuseid üldiselt, mida arvutustes otseselt kajastada ei saa.

Hinnangulised koefitsiendid määratakse tõenäosus-statistiliste meetodite alusel. Need tagavad konstruktsioonide vajaliku töökindluse kõikides etappides: tootmine, transport, püstitamine ja käitamine.

Seega on piirseisundi arvutamise meetodi põhiidee tagada, et isegi neil harvadel juhtudel, kui konstruktsioonile mõjuvad maksimaalsed võimalikud koormused, on betooni ja armatuuri tugevus minimaalne ning töötingimused kõige ebasoodsamad, konstruktsioon ei varise kokku ja sellele ei teki lubamatuid läbipaindeid ega pragusid. Samas on paljudel juhtudel võimalik saada säästlikumaid lahendusi kui varem kasutatud meetoditega arvutamisel.

Koormused ja mõjud . Projekteerimisel tuleks arvestada koormustega, mis tekivad konstruktsioonide ehitamisel ja ekspluateerimisel, samuti ehituskonstruktsioonide valmistamisel, ladustamisel ja transportimisel.

Arvutustes kasutatakse koormuste normatiivseid ja projekteerimisväärtusi. Normidega kehtestatud koormuste maksimaalseid väärtusi, mis võivad konstruktsioonile selle normaalse töö ajal mõjutada, nimetatakse normatiivseteks *. Tegelik koormus võib erinevate asjaolude tõttu erineda normatiivsest üles või alla. Seda kõrvalekallet võetakse arvesse koormuse ohutusteguriga.

Konstruktsioonide arvutus viiakse läbi projekteerimiskoormuste jaoks

kus q n - standardkoormus; γ f - vaadeldavale piirseisundile vastav koormuse ohutustegur.

Esimese piirseisundite rühma γ f arvutamisel võta: konstantsete koormuste korral γ f = 1,1...1,3; ajutine γ f \u003d 1,2 ... 1,6, asendi stabiilsuse (ümberminek, libisemine, tõus) arvutamisel, kui konstruktsiooni kaalu vähendamine halvendab selle töötingimusi, võtke

Teise rühma piirseisundite konstruktsioonide arvutamine, võttes arvesse nende esinemise väiksemat riski, viiakse läbi arvutuslike koormuste puhul γ f = l. Erandiks on pragunemiskindluse I kategooriasse kuuluvad konstruktsioonid (vt § 7.1), mille puhul γ f >l.

Koormused ja mõjud hoonetele ja rajatistele võivad olla püsivad ja ajutised. Viimased jagunevad olenevalt toime kestusest pikaajaliseks, lühiajaliseks ja eriliseks.

Püsikoormused hõlmavad konstruktsiooni osade massi, sealhulgas kande- ja piirdekonstruktsioonide massi; pinnaste kaal ja surve (muldkehad, täited); eelpingestav toime.

Ajutiste pikaajaliste veoste hulka kuuluvad: statsionaarsete seadmete kaal - tööpingid, mootorid, konteinerid, konveierid; vedelike kaal ja tahked ained täitmisseadmed; koorem põrandatele ladustatud materjalidest ja riiulitelt ladudes, külmikutes, raamatuhoidlates, raamatukogudes ja olmeruumides.

Nendel juhtudel, kui on vaja arvestada koormuste mõju kestuse mõju deformatsioonidele ja pragude tekkele, kuulub osa lühiajalistest pikaajaliste koormuste alla. Need on vähendatud standardväärtusega kraanade koormused, mis määratakse ühe kraana vertikaalkoormuse täisstandardväärtuse korrutamisel igas vahemikus koefitsiendiga: 0,5 - kraanade töörežiimide rühmade jaoks 4K-6K; 0,6 - kraana töörežiimi rühmade jaoks 7K; 0,7 - kraanade töörežiimi rühmade jaoks 8K*; lumekoormused vähendatud normväärtusega, mis määratakse täisstandardväärtuse (vt §11.4) korrutamisel koefitsiendiga 0,3 - lumepiirkonna III jaoks, 0,5 - IV piirkonna jaoks, 0,6 - V, VI piirkonna jaoks; inimeste koormused, vähendatud normväärtustega elamute ja ühiskondlike hoonete korruste seadmed. Neid koormusi nimetatakse pikaajalisteks koormusteks, kuna need võivad toimida piisavalt kaua roomedeformatsioonide ilmnemiseks, suurendades läbipainet ja pragude avanemise laiust.

Lühiajalised koormused hõlmavad: inimeste massist tulenevaid koormusi, elamute ja ühiskondlike hoonete põrandatel olevaid seadmeid täisstandardväärtustega; täisstandardväärtusega kraanade koormad; lumekoormused täisstandardväärtusega; tuulekoormused, samuti konstruktsioonide paigaldamisest või remondist tulenevad koormused.

Erikoormused tekivad seismiliste, plahvatusohtlike või hädaolukordade mõjul.

Hooned ja rajatised mõjuvad samaaegselt erinevatele koormustele, mistõttu tuleks nende arvutamisel võtta arvesse nende koormuste või nende põhjustatud jõudude kõige ebasoodsamat kombinatsiooni. Sõltuvalt arvesse võetavate koormuste koostisest on: peamised kombinatsioonid, mis koosnevad püsivatest, pikaajalistest ja lühiajalistest koormustest; spetsiaalsed kombinatsioonid, mis koosnevad püsivast, pikaajalisest, lühiajalisest ja ühest erikoormusest.

Pingekoormused arvatakse kombinatsioonidesse pikaajalistena - vähendatud normväärtuse arvestamisel lühiajalistena - täisstandardväärtuse arvestamisel.

Suurimate koormuste või pingutuste samaaegse esinemise tõenäosust arvestatakse kombinatsiooni koefitsientide ψ 1 ja ψ 2 abil. Kui põhikombinatsioon sisaldab konstantset ja ainult ühte ajutist koormust (pikaajaline ja lühiajaline), siis võetakse kombinatsiooni koefitsiendid võrdseks 1-ga, kahe või enama ajutise koormuse arvessevõtmisel korrutatakse viimased ψ 1-ga. \u003d 0,95 pikaajaliste koormuste korral ja ψ 1 \u003d 0,9 lühiajaliselt, kuna peetakse ebatõenäoliseks, et need saavutavad samaaegselt maksimaalsed arvutatud väärtused.

* Kraana töörežiimide rühmad sõltuvad kraana töötingimustest, tõstevõimest ja on aktsepteeritud vastavalt standardile GOST 25546-82.

Konstruktsioonide arvutamisel koormuste erikombinatsioonile, sealhulgas plahvatusohtlikele mõjudele, on lubatud mitte arvestada lühiajalisi koormusi.

Arvestuskoormuste väärtused tuleks korrutada ka konstruktsioonide otstarbel kasutatava töökindlusteguriga, võttes arvesse hoonete ja rajatiste vastutuse astet ja kapitaliseeritust. I klassi ehitistel (eriti olulise rahvamajandusliku tähtsusega objektid) γ n =1, II klassi ehitistel (olulised rahvamajandusobjektid) γ n =0,95, III klassi ehitistel (piiratud rahvamajandusliku tähtsusega) γ n =0,9, ajutised ehitised kasutuseaga kuni 5 aastat γ n =0,8.

Betooni normatiiv- ja projekteerimiskindlus. Betooni tugevusomadused on muutlikud. Isegi samast betoonipartiist pärit proovid näitavad katsetamise ajal erinevat tugevust, mis on seletatav betooni struktuuri heterogeensusega ja erinevate katsetingimustega. Betooni tugevuse varieeruvust konstruktsioonides mõjutavad ka seadmete kvaliteet, töötajate kvalifikatsioon, betooni tüüp ja muud tegurid.

Riis. 2.3. Jaotuskõverad:

F m ja F - keskmised ja arvutatud väärtused

jõupingutused väliskoormusest;

F um ja F u - sama, kandevõime

Kõigist võimalikest tugevusväärtustest tuleb arvutusse sisestada see, mis tagab konstruktsioonide ohutu töö vajaliku töökindlusega. Tõenäosusteooria meetodid aitavad seda kindlaks teha.

Tugevusomaduste varieeruvus järgib reeglina Gaussi seadust ja seda iseloomustab jaotuskõver (joonis 2.3, a), mis seob betooni tugevusnäitajad nende kordamise sagedusega katsetes. Jaotuskõvera abil saate arvutada betooni survetugevuse keskmise väärtuse:

kus n 1 , n 2 ,.., n k on katsete arv, milles registreeriti tugevus R 1 , R 2 ,…, R k, n on katsete koguarv. Tugevuse levikut (hälve keskmisest) iseloomustab standardhälve (standard)

või variatsioonikordaja ν = σ/R m . Valemis (2.8) Δ i = R i - R m .

Pärast σ arvutamist on tõenäosusteooria meetodite abil võimalik leida tugevusväärtus R n, millel on antud usaldusväärsus (turvalisus):

kus æ on usaldusväärsuse indeks.

Mida kõrgem æ (vt joonis 2.3, a), seda rohkem proovid näitavad tugevust R m - æσ ja rohkem, seda suurem on töökindlus. Kui võtta arvutusse sisestatud minimaalseks tugevuseks R n = R m - σ (st seadistus æ = 1), siis 84% kõigist proovidest (need võivad olla kuubikud, prismad, kaheksad) näitavad sama või suuremat tugevust. ( usaldusväärsus 0,84). æ \u003d 1,64–95% proovidest näitab tugevust R n \u003d R m - 1,64 σ ja rohkem ning æ \u003d 3 - 99,9% proovide tugevus ei ole madalam kui R n \u003d R m -3 σ. Seega, kui sisestada arvutusse R m -Зσ väärtus, siis ainult ühel juhul tuhandest on tugevus väiksem kui aktsepteeritud. Sellist nähtust peetakse peaaegu uskumatuks.

Normide kohaselt on tehases kontrollitav põhiomadus betooniklass "B" *, mis esindab 15 cm ribiga betoonkuubiku tugevust töökindlusega 0,95. Klassile vastav tugevus määratakse valemiga (2.9) æ = 1.64

ν väärtus võib varieeruda suurtes piirides.

Tootja peab esitama betooni klassile vastava tugevuse R n, võttes arvesse konkreetsete tootmistingimuste jaoks määratud koefitsienti ν. Ettevõtetes hea organiseeritud tootmine(tootes suure ühtlusega betooni) tegelik variatsioonitegur on väike, betooni keskmine tugevus [vt. valemit (2.10)] saab võtta madalamaks, säästes nii tsementi. Kui ettevõtte toodetud betoonil on suur tugevuse varieeruvus (suur variatsioonikoefitsient), siis on vajalik Rn vajalike väärtuste tagamiseks suurendada betooni tugevust R m, mis põhjustab tsemendi liigset kulu. .

* Kuni 1984. aastani oli betooni tugevuse peamine omadus selle kaubamärk, mis määratleti betooni survetugevuse keskmise väärtusena R m ühikutes kgf / cm 2.

Betooniprismade normatiivne vastupidavus aksiaalsele survele R b,n (prisma tugevus) määratakse kuuptugevuse normväärtusega, võttes arvesse sõltuvust (1.1), sidudes prisma- ja kuuptugevuse. R b, n väärtused on toodud tabelis. 2.1.

Betooni normatiivne vastupidavus teljesuunalisele pingele R bt,n juhtudel, kui betooni tõmbetugevust ei kontrollita, määratakse kuuptugevuse normväärtuse järgi, võttes arvesse sõltuvust (1.2), mis seob tõmbetugevuse tõmbetugevusega. survetugevus. R bt, n väärtused on toodud tabelis. 2.1.

Kui betooni tõmbetugevust kontrollitakse tootmises olevate proovide otsese katsetamise teel, siis võetakse standardne aksiaalne tõmbetugevus võrdseks

ja iseloomustab betooni klassi tõmbetugevuse järgi.

Betooni arvestuslikud takistused esimese rühma piirseisundite R b ja R bt jaoks määratakse standardtakistuste jagamisel betooni vastavate töökindlusteguritega surves γ bc või pinges γ bt:

Raske betooni puhul γ bc = 1,3; γ bt = 1,5.

Need koefitsiendid võtavad arvesse võimalust vähendada tegelikku tugevust võrreldes standardiga, mis tuleneb tegelike konstruktsioonide betooni tugevuse erinevusest proovides olevast tugevusest ja mitmetest muudest teguritest, mis sõltuvad konstruktsioonide tootmis- ja töötingimustest.

Tabel 2.1.

Raske betooni tugevus- ja deformatsiooniomadused

Betooni survetugevusklass	Betooni normtakistused ja projekttakistused arvutamiseks II rühma piirseisundite järgi, MPa		Betooni arvestuslik takistus I rühma piirseisundite arvutamisel, MPa		Betooni esialgne elastsusmoodul kokkusurumisel E b 10 -3 , MPa
Betooni survetugevusklass	kokkusurumine R bn , R b,ser	venitamine R btn , R bt,ser	kokkusurumine R b	pinge R bt	looduslik kõvenemine	kuumtöödeldud
7,5 V 10 V 12,5 V 15 V 20 V 25 V 30 V 35 V 40 V 45 V 50 V 55 V 60	5,50 7,50 9,50 11,0 15,0 18,5 22,0 25,5 29,0 32,0 36,0 39,5 43,0	0,70 0,85 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50	4,50 6,00 7,50 8,50 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0	0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65	16,0 18,0 21,0 23,0 27,0 30,0 32,5 34,5 36,0 37,5 39,0 39,5 40,0	14,5 16,0 19,0 20,5 24,5 27,0 29,0 31,0 32,5 34,0 35,0 35,5 36,0

Projekteeritud betooni takistused II rühma piirseisunditele Rb,ser ja Rbt,ser määratakse ohutusteguritega γbc = γbt = 1, s.o. võetakse võrdseks standardtakistustega. Seda seletatakse asjaoluga, et II rühma piirseisundite tekkimine on vähem ohtlik kui I rühm, kuna reeglina ei too see kaasa konstruktsioonide ja nende elementide kokkuvarisemist.

Betoon- ja raudbetoonkonstruktsioonide arvutamisel korrutatakse vajadusel betooni arvestuslikud takistused töötingimuste koefitsientidega γ bi, võttes arvesse: koormuse kestust ja korratavust, tootmistingimusi, konstruktsiooni olemust jne. Näiteks selleks, et võtta arvesse pideva koormuse korral tekkivat betooni tugevuse vähenemist, võetakse lühiajaliste koormuste - γ b 2 arvesse võtmisel koefitsient γ b 2 = 0,85 ... 0,9 = 1,1.

■ Armatuuri reguleerivad ja projekteerimistakistused . Armeeringu normatiivsed takistused R sn võetakse võrdsetena väikseimate kontrollitud väärtustega: varrasarmatuuri, kõrgtugeva traadi ja armatuurtrosside puhul - voolavuspiir, füüsiline σ y või tingimuslik σ 0,2; tavalise armeerimistraadi jaoks - pinge 0,75 tõmbetugevusest, kuna GOST ei reguleeri selle traadi voolavuspiiri.

Normatiivsete takistuste R sn väärtused on võetud vastavalt kehtivatele armatuurterase, aga ka betooni standarditele, usaldusväärsusega 0,95 (tabel 2.2).

Armatuuri arvestuslikud tõmbetakistused R s ja R s,ser rühmade I ja II piirseisundite jaoks (tabel 2.2) määratakse standardtakistuste jagamisel armatuuri γ s vastavate töökindlusteguritega:

Ohutuskoefitsient on seatud välistama elementide hävimise võimaluse R s ja R sn ülemäärase konvergentsi korral. See võtab arvesse piirkonna muutlikkust ristlõige vardad, armatuuri plastiliste deformatsioonide varajane väljatöötamine jne. Selle väärtus A-I, A-II klassi varraste tugevdamisel on 1,05; A-III klass - 1,07 ... 1,1; klassid A-IV, A-V-1,15; A-VI klassid - 1,2; klasside Bp-I, B-I - 1,1 traatliitmike jaoks; klassid B-II, Bp-II, K-7, K-19-1,2.

II rühma piirseisundite arvutamisel eeldatakse kõigi armatuuriliikide ohutusteguri väärtust ühega, s.o. arvutuslikud takistused R s , s er on arvuliselt normatiivsetest erinevad.

Armatuuri R sc projekteeritud survetakistuse määramisel ei võeta arvesse mitte ainult terase omadusi, vaid ka betooni lõplikku kokkusurutavust. Võttes ε bcu = 2X 10 -3, terase elastsusmoodul E s = 2 10 -5 MPa, on võimalik saada betooni vuukide deformatsioonide seisundist armatuuris saavutatud suurim pinge σ sc enne betooni purustamist. ja armatuur σ sc = ε bcu E s = ε s E s . Normide kohaselt võetakse armatuuri arvestuslik vastupidavus survele R sc võrdseks R s, kui see ei ületa 400 MPa; suurema R s väärtusega armatuuri puhul eeldatakse, et projekttakistus R sc on 400 MPa (või 330 MPa, kui arvutatakse kokkusurumise etapis). Koormuse pikaajalisel toimel põhjustab betooni roomamine armatuuri survepinge suurenemist. Seega, kui betooni projekteerimistakistust võetakse arvesse töötingimuste koefitsienti γ b 2 \u003d 0,85 ... 0,9 (st võttes arvesse koormuse pikaajalist mõju), siis on see lubatud vastavalt asjakohastele nõuetele. projekteerimisnõuded tõsta R sc väärtust kuni 450 MPa klassi A-IV terase puhul ja kuni 500 MPa klassi At-IV ja kõrgemate teraste puhul.

Konstruktsioonide arvutamisel I piirseisundite rühma järgi armatuuri arvestuslikud takistused korrutatakse vajadusel töötingimuste koefitsientidega γ si, võttes arvesse pingete ebaühtlast jaotumist ristlõikes, keevisliidete olemasolu, korduv laadimine jne. Näiteks ülitugeva sarruse toimimine pingetel, mis ületavad tingimusliku voolavuspiiri, võetakse arvesse töötingimuste koefitsiendiga γ s6 , mille väärtus sõltub armatuuri klassist ja varieerub vahemikus 1,1 kuni 1.2 (vt § 4.2).

Tabel 2.2.

Tugevuse ja deformatsiooni omadused

armatuurterased ja -köied.

liitmikud		Normatiivsed R sn ja arvestuslikud takistused II rühma piirseisundite arvutamisel R s , ser , MPa	Armatuuri projekteeritud vastupidavus, MPa, I rühma piirseisundi järgi arvutamisel			elastsus E s , 10 5 MPa
			venitamine
			piki- ja põikisuunaline kaldlõike arvutamisel paindemomendi R s mõju jaoks	ristsuunaline, kui arvutatakse kaldlõiked põikjõu R sw toime jaoks
Varras
A-I	6…40	235	225	175	225	2,1
A-II	10…80	295	280	225	280	2,1
A-III	6…8	390	355	285	355	2,0
	10…40	390	365	290	365	2,0
A-IV	10…28	590	510	405	400	1,9
A-V	10…32	785	680	545	400	1,9
A-VI	10…28	980	815	650	400	1,9
A-IIIc (pikenemise ja pinge kontrolliga)	20…40	540	490	390	200	1,8
Traat
VR-I	3...5	410...395	375...360	270...260	375...360	1,7
B-II	3...8	1490...1100	1240...915	990...730	400	2,0
VR-II	3...8	1460...1020	1215...850	970...680	400	2,0
Köis
K-7	6...15	1450...1290	1210...1080	965...865	400	1,8
K-19	14	1410	1175	940	400	1,8

Märge. Tabelis tähistavad varraste armatuuri klassid kõiki vastava klassi armatuuri liike, näiteks all klass A-V tähendavad ka A t -V, A t -VCK jne.

■ Arvutamise põhisätted.

I grupi piirseisundite (kandevõime) arvutamisel peab tingimus olema täidetud

Avaldise (2.14) vasak pool on arvutusjõud, mis on võrdne praktiliselt võimaliku maksimaalse jõuga elemendi lõigus kõige ebasoodsama arvutuslike koormuste või mõjude kombinatsiooniga; see sõltub pingutustest, mida põhjustavad arvutuslikud koormused q γ f >1 juures, kombinatsiooni koefitsiendid ja töökindluskoefitsiendid konstruktsioonide γ n jaoks. Arvutusjõud F ei tohiks ületada lõigu F u arvestuslikku kandevõimet, mis on materjalide arvutuslike takistuste ja töötingimuste koefitsientide γ bi, γ si funktsioon, võttes arvesse konstruktsioonide ebasoodsaid või soodsaid töötingimusi, samuti sektsiooni kuju ja suurus.

Väliskoormusest 1 ja kandevõimest 2 tulenevate jõudude jaotuse kõverad (joonis 2.3,b) sõltuvad eespool käsitletud tegurite muutlikkusest ja järgivad Gaussi seadust. Graafiliselt väljendatud tingimuse (2.14) täitmine tagab konstruktsiooni vajaliku kandevõime.

II piirseisundite rühma arvutamisel:

· nihketega - nõutakse, et läbipainded standardkoormusest f ei ületaks selle konstruktsioonielemendi standarditega kehtestatud läbipainete f u piirväärtusi f ≤ f u . f u väärtuseks võetakse ;

· pragude tekkimisel - projekteerimis- või normkoormusest tulenev jõud peab olema väiksem või võrdne jõuga, mille korral tekivad praod lõigul F ≤ F crc ;

· normaal- ja kaldpragude avanemise järgi - nende ava laius tõmbearmatuuri tasemel peaks olema väiksem kui nende piirav ava, mis on kehtestatud normidega a cr c, u a crc ≤ a cr c, u = 0.l. ..0,4 mm.

Vajalikel juhtudel on nõutav, et täiskoormusest tekkinud praod oleksid selle pika osa toimel usaldusväärselt suletud (kinnitatud). Nendel juhtudel tehakse pragude sulgemise arvutus.

ENESEKONTROLLIKÜSIMUSED:

1. Painutatud raudbetoonelementide pinge-deformatsiooni seisundi etapid. Milliseid nendest etappidest kasutatakse tugevuse, pragunemiskindluse ja läbipainete arvutamisel?

2. Eelpingestatud konstruktsioonide pinge-deformatsiooni oleku tunnused.

3. Lubatud pingete ja purunemiskoormuste sektsioonide arvutamise meetodite põhisätted. nende meetodite puudused.

4. Piirseisundite meetodil arvutamise põhisätted.

Piirseisundite rühmad.

5. Millised on piirseisundite I ja II rühma arvutamise eesmärgid?

6. Koormuste klassifikatsioon ja nende konstruktsioonikombinatsioonid.

7. Normatiiv- ja projektkoormused. Usaldusväärsuse tegurid

koormuste järgi. Mil määral need erinevad?

8. Betooni normatiivne vastupidavus. Kuidas see on seotud keskmisega

jõudu? Millise turvalisusega see on määratud?

9. Kuidas määratakse betooni arvestuslik takistus I ja II rühma jaoks

piirseisundid? Mis on usaldusväärsuse koefitsientide ja töötingimuste koefitsientide kehtestamise eesmärk?

10. Kuidas määratakse armatuuri standardtakistus erinevatele terastele?

11. Arvutatud armatuurtakistus, ohutustegurid

ja töötingimused.

12. Kirjutage üldiselt üles tingimused, mis välistavad selle ilmnemise

I ja II grupi piirseisundeid ning selgita nende tähendust.

Selles etapis saame juba aru, et ehituskonstruktsioonide arvutused viiakse läbi vastavalt mõnele standardile. Mida - on võimatu ühemõtteliselt öelda, sest sisse erinevad riigid kasutatakse erinevaid disainistandardeid.

Nii et SRÜ riikides kasutatakse Nõukogude SNiP-idel ja GOST-idel põhinevaid standardite erinevaid versioone; Euroopas mindi peamiselt üle eurokoodile (Eurokoodeks, EN) ja USA-s kasutatakse ASCE-d, ACI-d jne. Ilmselgelt seotakse teie projekt selle riigi standarditega, kust see projekt telliti või kus seda tehakse. ellu viia.

Kui normid on erinevad, siis ka arvutused erinevad?

See küsimus teeb algajatele kalkulaatoritele nii muret, et eraldasin selle eraldi lõiku. Tõepoolest: kui avate mõned välismaised disainistandardid ja võrrelda neid näiteks SNiP-ga, võib jääda mulje, et välismaise disainisüsteem põhineb täiesti erinevatel põhimõtetel, meetoditel ja lähenemisviisidel.

Siiski tuleb mõista, et projekteerimisstandardid ei saa minna vastuollu füüsika põhiseadustega ja peavad neil põhinema. Jah, nad võivad kasutada erinevaid füüsikalisi omadusi, koefitsiente, isegi teatud ehitusmaterjalide töö mudeleid, kuid neid kõiki ühendab ühine teaduslik baas, mis põhineb materjalide tugevusest, konstruktsiooni- ja teoreetilisest mehaanikast.

Selline näeb välja pinge all oleva metallkonstruktsioonielemendi tugevuskatse Eurokoodeksi järgi:

\[\frac(((N_(Ed))))(((N_(t,Rd)))) \le 1,0.\quad (1)\]

Ja siin näeb sarnane kontroll ühe jaoks välja uusimad versioonid SNiP:

\[\frac(N)(((A_n)(R_y)(\gamma _c))) \le 1,0.\quad (2)\]

Lihtne on arvata, et nii esimesel kui ka teisel juhul ei tohiks väliskoormusest tulenev jõud (lugejas) ületada jõudu, mis iseloomustab konstruktsiooni kandevõimet (nimetajas). See hea näideühtne, teaduslikult põhjendatud lähenemine hoonete ja rajatiste projekteerimisele eri riikide inseneride poolt.

Piirseisundi mõiste

Ühel päeval (tegelikult palju aastaid tagasi) märkasid teadlased ja uurimisinsenerid, et ühe testi põhjal elemendi kavandamine ei olnud täiesti õige. Isegi suhteliselt lihtsad kujundused, iga elemendi jaoks võib olla palju valikuid ja Ehitusmaterjalid kulumise käigus muudavad nende omadusi. Ja kui arvestada konstruktsiooni avarii- ja remondiseisundeid, siis see toob kaasa vajaduse konstruktsiooni kõiki võimalikke olekuid ühtlustada, segmenteerida, klassifitseerida.

Nii sündis mõiste “piirav olek”. Eurokoodeksis on antud lakooniline tõlgendus:

piirseisund - ehitise selline seisund, mille juures konstruktsioon ei vasta asjakohastele projekteerimiskriteeriumidele

Võib öelda, et piirseisund tekib siis, kui konstruktsiooni töö koormuse all väljub projekteerimisotsuste raamidest. Näiteks projekteerisime terasraami raami, kuid selle töö teatud ajahetkel kaotas üks hammastest stabiilsuse ja paindus - toimub üleminek piirseisundisse.

Domineeriv on ehituskonstruktsioonide piirseisundite arvutamise meetod (see asendas vähem „paindliku“ lubatud pingete meetodi) ja on tänapäeval kasutusel nii SRÜ riikide regulatiivses raamistikus kui ka Eurokoodeksis. Kuid kuidas saab insener seda abstraktset kontseptsiooni konkreetsetes arvutustes kasutada?

Limit State Groups

Kõigepealt peate mõistma, et kõik teie arvutused on seotud ühe või teise piirolekuga. Kalkulaator simuleerib struktuuri tööd mitte mingis abstraktses, vaid piirseisundis. See tähendab, et kõik konstruktsiooni konstruktsiooni omadused valitakse piirseisundi alusel.

Samal ajal ei pea te pidevalt mõtlema probleemi teoreetilisele küljele - kõik vajalikud kontrollid on juba projekteerimisstandarditesse paigutatud. Kontrollide tegemisega väldid sellega projekteeritud ehitise piirseisundi tekkimist. Kui kõik kontrollid on täidetud, siis võime eeldada, et piirseisund saabub alles lõpuni eluring struktuurid.

Kuna reaalses projekteerimises tegeleb insener rea kontrollidega (pinged, momendid, jõud, deformatsioonid), on kõik need arvutused tinglikult rühmitatud ja need räägivad juba piirseisundite rühmadest:

I rühma piirseisundid (Eurokoodeksis - kandevõime järgi)
II rühma piirseisundid (Eurokoodeksis - vastavalt kasutuskõlblikkusele)

Kui tekib esimene piirseisund, siis:

ehitus hävis
konstruktsioon ei ole veel hävinud, kuid vähimgi koormuse suurenemine (või muude töötingimuste muutumine) viib hävimiseni

Järeldus on ilmne: esimeses piirseisundis oleva hoone või rajatise edasine käitamine on võimatu. pole võimalik:

Joonis 1. Elamu hävimine (esimene piirseisund)

Kui konstruktsioon on läinud teise (II) piirseisundisse, siis on selle toimimine siiski võimalik. Kuid see ei tähenda sugugi, et sellega on kõik korras - üksikud elemendid võivad saada olulisi deformatsioone:

läbipainded
sektsioonide pöörded
praod

Reeglina nõuab konstruktsiooni üleminek teisele piirolekule tööpiiranguid, näiteks koormuse vähendamist, liikumiskiiruse vähendamist jne:

Joonis 2. Praod hoone betoonis (teine piirseisund)

Materjalide tugevuse poolest

"Füüsilisel tasemel" tähendab piirseisundi tekkimine näiteks seda, et konstruktsioonielemendis (või elementide rühmas) esinevad pinged ületavad teatud lubatud läve, mida nimetatakse arvutuslikuks takistuseks. Need võivad olla muud pinge-deformatsiooni oleku tegurid - näiteks paindemomendid, põiki- või pikisuunalised jõud, mis ületavad konstruktsiooni kandevõimet piirseisundis.

Kontrollib esimest piirolekute rühma

I piirseisundi tekkimise vältimiseks peab projekteerija kontrollima konstruktsiooni iseloomulikke lõike:

tugevus
jätkusuutlikkuse nimel
vastupidavus

Kõiki eranditult kandvaid konstruktsioonielemente kontrollitakse tugevuse suhtes, olenemata materjalist, millest need on valmistatud, samuti ristlõike kuju ja suurust. See on kõige olulisem ja kohustuslik kontroll, ilma milleta pole kalkulaatoril õigust kosutavale unele.

Stabiilsuse kontroll tehakse kokkusurutud (tsentraalselt, ekstsentriliselt) elementide puhul.

Väsimuskatsed tuleks läbi viia tsükliliste laadimis- ja mahalaadimistingimustes töötavate elementide puhul, et vältida väsimusmõjusid. See on tüüpiline näiteks raudteesildade avade puhul, kuna rongide liikumise ajal vahelduvad peale- ja mahalaadimisetapid pidevalt.

Selle kursuse raames tutvume raudbetoon- ja metallkonstruktsioonide põhiliste tugevuskatsetega.

Kontrollib teise rühma piirolekuid

II piirseisundi tekkimise vältimiseks on projekteerija kohustatud kontrollima iseloomulikke lõike:

deformatsioonidel (nihketel)
pragudekindluse tagamiseks (raudbetoonkonstruktsioonide jaoks)

Deformatsioone tuleks seostada mitte ainult konstruktsiooni lineaarsete nihketega (läbipainetega), vaid ka sektsioonide pöördenurkadega. Pragunemiskindluse tagamine on oluline samm nii tavapärasest kui ka eelpingestatud raudbetoonist raudbetoonkonstruktsioonide projekteerimisel.

Raudbetoonkonstruktsioonide arvutuste näited

Näitena vaatleme, milliseid kontrolle on vaja teha projekteerides konstruktsioone tavalisest (mittepingestatud) raudbetoonist vastavalt standarditele,.

Tabel 1. Arvutuste rühmitamine piirseisundite järgi:
M - paindemoment; Q - põikjõud; N - pikisuunaline jõud (surve- või tõmbejõud); e - rakenduse ekstsentrilisus pikisuunaline jõud; T on pöördemoment; F - väline kontsentreeritud jõud (koormus); σ- normaalne pinge; a - pragude avanemise laius; f - konstruktsiooni läbipaine

Pange tähele, et iga piirseisundite rühma jaoks viiakse läbi terve rida kontrolle ja kontrolli tüüp (valem) sõltub konstruktsioonielemendi pinge-deformatsiooni seisundist.

Oleme juba jõudnud lähedale ehituskonstruktsioonide arvutamise õppimisele. Järgmisel kohtumisel räägime koormustest ja jätkame kohe arvutustega.