Основные положения расчета железобетонных конструкций по предельным состояниям

Основные положения расчета железобетонных  конструкций по предельным состояниям

Метод расчета по предельным состояниям исходит из представления об эксплуатационной пригодности зданий и сооружений, ибо непригодное для эксплуатации здание или сооружение не имеет никакой ценности.

Исходя из этого под предельным состоянием понимается такое состояние, при переходе за которое, конструкция перестала бы удовлетворять эксплуатационным требованиям.

В принципе можно представить себе значительное число состояний, при которых конструкция, здание или сооружение перестают удовлетворять тем или иным эксплуатационным требованиям. В строительных нормах и правилах установлено три предельных состояния, по которым производится расчет: первое предельное состояние характеризуется потерей  несущей способности (разрушением) или чрезмерными остаточными изменениями формы (конструкции; второе предельное состояние характеризуется недопустимыми, с точки зрения эксплуатации, величинами деформаций (прогибов, перемещений и т. д.), а также чрезмерными колебаниями конструкций.

Так как применявшийся метод расчета в целом достаточно правильно оценивал величины разрушающих нагрузок, то фактические запасы прочности в среднем были достаточно близкими к значениям.

При расчете на прочность и образование трещин по разрушающим нагрузкам предварительно напряженных конструкций использовались аналогичные дифференцированные коэффициенты запаса прочности и трещиностойкости. Они ставились в зависимость от вида нагрузки и от группы элементов. Так, например, к первой группе относились элементы конструкций, к которым предъявлялись требования непроницаемости и в которых не допускались трещины при эксплуатационных нагрузках, или элементы, находящиеся под воздействием агрессивной среды, динамической или законопеременной нагрузки и т. п.

При этом численные значения (коэффициентов запаса прочности предварительно напряженных элементов, вследствие возможного их хрупкого разрушения, принимались несколько большими, чем для элементов из обычного железобетона. Наибольшие коэффициенты запаса при расчете на образование трещин элементов первой группы принимались равными 1,3, элементов, второй группы -1,2, а наименьшие для обеих групп — 1,1. Лишь для предварительно напряженных элементов, армированных мягкой сталью, коэффициент запаса трещиностойкости принимался равным 1 при условии, что предварительное напряжение в них осуществляется с целью увеличения жесткости.

Следует, однако, заметить, что в ряде случаев вследствие недооценки потерь предварительного напряжения и других факторов расчет трещиностойкости по действовавшим до 1957 г. инструкциям на проектирование предварительно напряженных конструкций (И 148-50, И 148-52 и др.) не обеспечивал нормированных коэффициентов запаса.

При расчете по предельным состояниям общий коэффициент запаса заменен системой коэффициентов. При этом исходили из следующих соображений. Если какой-либо элемент конструкции нагружается до разрушения, то для него непосредственно выявляется величина разрушающей нагрузки, зависящая от фактических размеров конструкции, фактического качества примененных материалов, фактических условий приложения нагрузки и т. п.

При проектировании и расчете конструкции (поскольку она еще не существует) всегда приходится исходить из предполагаемых (нормированных) значений нагрузки, нормированных прочностных характеристик применяемых материалов, номинальных размеров элементов конструкции и т. п. Однако в реальных условиях всегда могут иметь место те или иные отклонения от всех проектных значений перечисленных факторов. Опасными для надежности конструкции являются возможные отклонения в неблагоприятную сторону, которые и должны быть учтены в расчете.

В действующих нормах проектирования обычных железобетонных конструкций все неблагоприятные отклонения учитываются тремя группами коэффициентов: перегрузки, однородности материалов  и условий работы.

В действующей инструкции СН 10-57, кроме указанных трех групп коэффициентов, в расчетах на образование трещин учитывается также коэффициент точности натяжения арматуры, характеризующий возможное отклонение принятого в расчетах предварительного напряжения арматуры от фактическивведенного напряжения при изготовлении элемента.

При введении этой системы коэффициентов предполагалось, что каждым из двух первых и последним коэффициентом должна учитываться только одна из причин, требующих введения запаса, а именно: возможность превышения фактической нагрузки над нормированным ее значением, возможность снижения фактической прочности материалов вследствие естественного ее разброса или неточность предварительного напряжения арматуры. Однако практически такое деление полностью провести удалось не во всех случаях, вследствие необходимости учета еще ряда факторов, не учитываемых самостоятельными коэффициентами.

Комментарии запрещены.