Положения по расчету строительных конструкций. (Лекция 3)

1. Лекция №3 Некоторые положения по расчету строительных конструкций

2.

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

3.

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

4.

r
I
А
–
радиус инерции
Критическая сила
N кр
2) N
2 ЕI
2
р
p
R растяжение А
–
расчетная длина элемента
– несущая
способность элемента
на растяжение

5.

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

6.

q
f
f
1
1
(
)
150 250
5 q 4
f
384 EI
аcrc (0,1 0,4) мм
– относительный прогиб
(задается нормами)
–
расчетная формула для прогиба

7.

Свойства материалов, из которых выполняются строительные конструкции, могут иметь отклонения по разным
причинам от нормативных значений. Также эксплуатационная нагрузка может отличаться от нормативной. Это
обстоятельство учитывается коэффициентами, которые
вводятся в расчетные формулы.
f 1
– коэффициент надежности по нагрузке;
b , s 1 – коэффициент надежности по материалу (учи-
тываются различные браки и отклонения свойств
материалов в неблагоприятную сторону);
bi , si 1 – коэффициент условия работы конструкции.
Эти 3 коэффициента вместе образуют коэффициент
запаса прочности конструкций.

8.

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

9.

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

10.

3. Нормативные и расчетные сопротивления
материалов
Основной параметр, который характеризует способность материала сопротивляться силовым воздействиям,
называется сопротивлением.
Нормативные сопротивления ( Rbn , Rsn ) определяются
по факту в ходе испытаний (при проведении расчетов
определяются по классу материала В, А в строительных
нормах).
Расчетное сопротивление получают по следующей
формуле:
Rb Rbn bi / b ;
Rbt Rbtn bi / bt ;
Rs Rsn si / s .

11. 4. Методы расчета железобетонных конструкций

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