Основные положения метода расчета по предельным состояниям

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДА РАСЧЕТА ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ

Предельные состояния МК.

Предельными называются такие состояния, при превышении которых конструкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям или требованиям монтажа.

Две группы предельных состояний:

I – по потере несущей способности: все виды разрушений (вязкое, хрупкое, усталостное); потеря устойчивости положения и формы; резонансные колебания, переход в изменяемую систему (1А) или непригодности к эксплуатации: чрезмерно большие деформации конструкции вследствие текучести материала или сдвигов в соединениях, чрезмерное раскрытие трещин (1Б);

II – по непригодности к нормальной эксплуатации: недопустимые перемещения, углы поворота, деформации, трещины и др., затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций

 

Рис.2.1. График работы конструкции

 

 

Нормальная эксплуатация – эксплуатация без ограничений в соответствии с технологическими условиями, предусмотренными нормами и заданиями на проектирование и учитывающими безопасную работу людей и оборудования. 

Условие недопущения ПС

IА: F ≤ R; IБ: Δ_ост ≤ [Δ₀], или ε_ост≤[ ε₀]; (косвенное условие F ≤ R_y)

II: f≤[ f]

Нагрузки и воздействия.

Классификация нагрузок

 

Нормативные и расчетные нагрузки

СНиП 2.01.07-85^* устанавливает два значения нагрузок: нормативные и расчетные.

 

Нормативные (F_n)– нагрузки, соответствующие условиям нормальной эксплуатации.

· От собственного веса конструкций и оборудования – по средним значениям параметров;

· Снеговая нагрузка s₀ – средняя из ежегодных максимумов для каждого из 6 снеговых районов РФ

               s= s₀∙ μ, где μ – коэффициент перехода от поверхности земли, зависящий от конфигурации кровли;

· Ветровая нагрузка w=0,61 v², где v – скорость ветра на уровне 10 м над поверхностью земли, превышаемая в среднем один раз в 5 лет.

Обеспеченность ежегодных максимумов ~80%.

· Временные нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий – по нормам; для производственных зданий – по стандартам, каталогам или технической документации на оборудование;

· Нагрузка от грузоподъемных механизмов (мостовых опорных и подвесных кранов) – по их номинальной грузоподъемности;

Обеспеченность нагрузок – 90-95%.

 

Расчетные (F) - максимальные нагрузки и воздействия за время эксплуатации сооружения. Для большинства расчетных нагрузок обеспеченность превышает 99%.

                         F=F_n∙γ_f,                                                                                               (1)

где ∙ γ_f – коэффициент надежности по нагрузке.

∙ γ_f = 1,05 – для нагрузок от собственного веса МК;

∙ γ_f  = 1,4 – для ветровой нагрузки;

∙ γ_f = 1,4 – 1,6 – для снеговой нагрузки.

Сочетания нагрузок.

СНиП 2.01.07-85^* устанавливает 2 категории расчетных сочетаний нагрузок:

Основные сочетания

Постоянные + длительные + кратковременные

· Постоянная + 1 временная (кратковременная): ψ₁ = 1 (ψ₂ = 1)

· Постоянная + 2 и более временных: ψ₁ = 0,95; ψ₂ = 0,9

· Постоянная + 3 и более кратковременных: ψ_2-1 = 1,0; ψ_2-2 = 0,8; ψ_2-3… = 0,6.

Особые сочетания

Постоянная + временная длительная + кратковременная + особая

    Ψ₁ = 0,95; ψ₂ = 0,8 (кроме случаев, оговоренных в соответствующих нормах проектирования). Особая нагрузка принимается без снижения.

Расчетное сопротивление

                                                                                  (2)

γ _m – коэффициент надежности по материалу, учитывающий влияние статистической изменчивости прочности менталла, различие в работе стали в образцах и конструкции при сложном НДС и др.

       При расчете конструкций с использованием R_u, для учета повышенной опасности такого состояния вводится дополнительный коэффициент надежности γ _u =1,3.

 

I группа ПС

                              F≤R.

                                                  (3)

 

                              Δ₀ ≤ [Δ₀], или ε_ост≤[ ε₀]

 

                   ,   

δ₁ = [Δ₀] ([ ε₀]) - предельные остаточные деформации;                                              (4)

 

II группа ПС

                                                                                         (5)

δ₂ – предельные упругие деформации.

 

                       

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МЕТОДА РАСЧЕТА ПО ПРЕДЕЛЬНЫМ СОСТОЯНИЯМ

Предельные состояния МК.

Предельными называются такие состояния, при превышении которых конструкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним эксплуатационным требованиям или требованиям монтажа.

Две группы предельных состояний:

I – по потере несущей способности: все виды разрушений (вязкое, хрупкое, усталостное); потеря устойчивости положения и формы; резонансные колебания, переход в изменяемую систему (1А) или непригодности к эксплуатации: чрезмерно большие деформации конструкции вследствие текучести материала или сдвигов в соединениях, чрезмерное раскрытие трещин (1Б);

II – по непригодности к нормальной эксплуатации: недопустимые перемещения, углы поворота, деформации, трещины и др., затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций

 

Рис.2.1. График работы конструкции

 

 

Нормальная эксплуатация – эксплуатация без ограничений в соответствии с технологическими условиями, предусмотренными нормами и заданиями на проектирование и учитывающими безопасную работу людей и оборудования. 

Условие недопущения ПС

IА: F ≤ R; IБ: Δ_ост ≤ [Δ₀], или ε_ост≤[ ε₀]; (косвенное условие F ≤ R_y)

II: f≤[ f]

Нагрузки и воздействия.

Классификация нагрузок