И работе по предельным состояниям
Физический смысл предельных состояний.
1. Предельными называются состояния здания, сооружения, основания или конструкций, при которых они:
А) перестают удовлетворять эксплуатационным требованиям
Б) а также требованиям, заданным при их возведении.
Прим. Далее говорится только о конструкциях и зданиях, имея при этом в виду и сооружения, и основания, и соединения конструкций.
2. Группы предельных состояний конструкций (зданий):
а) первая группа - по потере несущей способности или непригодности к эксплуатации. Состояния этой группы считаются предельными, если в К наступило опасное напряженно-деформированное состояние или она разрушилась;
б) вторая группа - по непригодности к нормальной эксплуатации. Нормальная - это эксплуатация здания (К) в соответствии с нормами: технологическими или бытовыми условиями.
Пример. Конструкция не потеряла несущей способности, т.е. удовлетворяет требованиям первой группы п.с., но ее деформации (прогибы или трещины) нарушают технологический процесс или нормальные условия нахождения людей в помещении.
|
|
Примеры предельных состояний 1й и 2й группы.
1. К предельным состояниям первой группы относятся:
а) общая потеря устойчивости формы (рис. 2.1, а, б – с.26);
б) потеря устойчивости положения (рис. 2.1, в, г);
в) хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (рис. 2.1, д);
г) разрушение под совместным воздействием силовых факторов и внешней среды и др.
2. К предельным состояниям второй группы относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию К (З) или снижающие их долговечность от недопустимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), колебаний и трещин.
Пример 1. Прочная надёжная подкрановая балка прогнулась больше норматива. Мостовой кран с грузом «выезжает из ямы» от прогиба балки, что создает лишние нагрузки на узлы и ухудшает условия нормальной эксплуатации.
Пример 2. При прогибе деревянного оштукатуренного потолка > чем на 1/300 длины пролета отпадает штукатурка. Прочность балки не исчерпывается, но нарушаются бытовые условия и возникает опасность здоровью людей.
Пример 3. Чрезмерное раскрытие трещин, которые допустимы в ЖБ и КК, но ограничиваются нормами.
Суть расчета по предельным состояниям.
1. Цель метода расчета СК по предельным состояниям: не допустить ни одного из предельных состояний в К (З) при их эксплуатации в течение срока службы и при возведении.
2. Суть расчёта по предельным состояниям - величины усилий, напряжений, деформаций, раскрытия трещин или других воздействий не должны превышали предельных значений по нормам проектирования.
|
|
А) т.е. предельное состояние не наступит, если перечисленные факторы не превышают значений, установленных нормами.
Б) сложность расчета в определении напряжений, деформаций и т.д., в конструкциях от нагрузок. Сравнить их с предельными не сложно.
Структура и содержание основных расчетных формул при расчете
по предельным состояниям 1й группы
1. Расчет по предельным состояниям первой группы - расчет по несущей способности (непригодности к эксплуатации).
2. Цель расчета - предотвратить наступление любого предельного состояния первой группы,, т.е. обеспечить несущую способность как К, и всего З в целом.
3. Несущая способность конструкции обеспечена, если
N ≤ Ф (2.1)
N — расчетные, т.е. наибольшие возможные усилия, могущие возникнуть в сечении элемента (для сжатых и растянутых элементов — это продольная сила, для изгибаемых — изгибающий момент и т.д.).
Ф - наименьшая возможная несущая способность сечения элемента, подвергающегося сжатию, растяжению или изгибу, зависит от прочности материала К, геометрии (формы и размеров) сечения и выражена:
Ф ={R; А } (2.2)
R - расчетное сопротивление материала - одна из основных прочностных характеристик материала
А - геометрический фактор (площадь поперечного сечения - при растяжении и сжатии, момент сопротивления - при изгибе и т.д.).
4. Для некоторых конструкций несущая способность обеспечена, если
σ ≤ R (2.3)
где σ - нормальные напряжения в сечении К (иногда касательные, главные и др.).
Структура и содержание основных расчетных формул при расчете
по предельным состояниям 2й группы (п.с)
1. Цель расчета — не допустить предельных состояний второй группы, т.е. обеспечить нормальную эксплуатацию СК или здания. П.С. второй группы не наступят при условии:
F ≤ fn (2.4)
f — деформация конструкции (перемещение, угол поворота сечения и т. д.).
Прим. Деформации: при изгибе – прогиб СК, стержни — укорочение или удлинение, основания — величина осадки
2. К п.с. 2 группы - образование чрезмерных трещин. Они допустимы для ЖБК и КК. Ширина их раскрытия, как и прогибы, ограничивается нормами.
Лекция 4
Тема 4.2.2. Работа материалов для несущих конструкций под нагрузкой
и расчетные характеристики
1. При выполнении расчётов нужно правильно определять связь конкретных материалов с характером их работы.
2. Показатели, необходимые для расчётов СК:
А) сопротивление материалов
Б) модуль упругости – устанавливает зависимость между напряжениями в материале и возникающими деформациями