Классификация нагрузок. Нормативные и расчетные нагрузки.

Метод расчета конструкций по предельным состояни­ям являетсядальнейшим развитием метода расчета по разрушающим усилиям. При расчете по этому методу четко устанавливают предельные состояния конструкций и используют систему расчетных коэффициентов, введе­ние которых гарантирует, что такое состояние не насту­пит при самых неблагоприятных сочетаниях нагрузок и при наименьших значениях прочностных характеристик материалов. Прочность сечений определяют по стадии разрушения, но безопасность работы конструкции под нагрузкой оценивают не одним синтезирующим коэффи­циентом запаса, а указанной системой расчетных коэф­фициентов. Конструкции, запроектированные и рассчи­танные по методу предельного состояния, получаются не­сколько экономичнее.

Две группы предельных состояний

Предельными считаются состояния, при которых кон­струкции перестают удовлетворять предъявляемым к ним в процессе эксплуатации требованиям, т.е. теряют спо­собность сопротивляться внешним нагрузкам и воздейст­виям или получают недопустимые перемещения или ме­стные повреждения.

Железобетонные конструкции должны удовлетворять требованиям расчета по двум группам предельных со­стояний: по несущей способности (первая группа); по пригодности к нормальной эксплуатации (вторая группа).

Расчет по предельным состояниям первой группы выполняют, чтобы предотвратить следующие явления:

хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (расчет по прочности с учетом в необходимых случаях прогиба конструкции перед разрушением);

потерю устойчивости формы конструкции (расчет на устойчивость тонкостенных конструкций и т.п.) или се положения (расчет на опрокидывание и скольжение подпорных стен, внецентренно нагруженных высоких фундаментов; расчет на всплытие заглубленных или под­земных резервуаров и т. п.);

усталостное разрушение (расчет на выносливость конструкций, находящихся под воздействием многократ­но повторяющейся подвижной или пульсирующей на­грузки: подкрановых балок, шпал, рамных фундаментов и перекрытий под неуравновешенные машины и т.п.);

разрушение от совместного воздействия силовых фак­торов и неблагоприятных влияний внешней среды (аг­рессивность среды, попеременное замораживание И от­таивание и т. п.).

Расчет но продольным состояниям второй группы вы­полняют, чтобы предотвратить следующие явления:

образование чрезмерного и продолжительного раскры­тия трещин (если по условиям эксплуатации они допу­стимы);

чрезмерные перемещения (прогибы, углы поворота, углы перекоса и амплитуды колебаний).

Расчет по предельным состояниям конструкции в це­лом, а также отдельных ее элементов или частей выпол­няют для всех этапов: изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации. При этом расчетные схемы должны отвечать принятым конструктивным решениям и каждому из перечисленных этапов.

Расчетные факторы

Расчетные факторы — нагрузки и механические ха­рактеристики бетона и арматуры (временное сопротивле­ние, предел текучести) обладают статистической из­менчивостью (разбросом значений). Нагрузки и воздей­ствия могут отличаться от заданной вероятности превышения средних значений, а механические характе­ристики материалов — от заданной вероятности сниже­ния средних значений. В расчетах по предельным со­стояниям учитывают статистическую изменчивость нагрузок и механических характеристик материалов, фак­торы нестатистического характера, а также различные неблагоприятные или благоприятные физические, хими­ческие и механические условия работы бетона и армату­ры, изготовления и эксплуатации элементов зданий и сооружений. Нагрузки, механические характеристики ма­териалов и расчетные коэффициенты нормируют.

Классификация нагрузок. Нормативные и расчетные нагрузки.

Постоянные нагрузки.В зависимости от продолжи­тельности действия нагрузки делят на постоянные и вре­менные. Постоянными нагрузками являются вес несу­щих и ограждающих конструкций зданий и сооружений, вес и давление грунтов, воздействие предварительного напряжения железобетонных конструкций.

                                                                                                             (2.11)

где коэффициент надежности g_f , g_f>1 по 1-ой гр., g_f=1 по 2-ой гр.

Временные нагрузки. Длительные нагрузки. К ним относятся: вес стационарного оборудования на перекрытиях: станков, аппаратов, двигателей, емкостей и т.п.; давление газов, жидкостей, сыпучих тел в емко­стях; вес специфического содержимого в складских по­мещениях, холодильников, архивов, библиотек и подоб­ных зданий и сооружений; установленная нормами часть временной нагрузки в жилых домах, в служебных и бы­товых помещениях; длительные температурные техноло­гические воздействия от стационарного оборудования; нагрузки от одного подвесного или одного мостового кра­на, умноженные на коэффициенты: 0,5—для кранов группы режимов работы 4К-6К (среднего режима), 0,6— для кранов группы режима работы 7К (тяжелого режи­ма), 0,7 — для кранов группы режима работы 8К (тяже­лого режима); снеговые нагрузки для III…VI климати­ческих районов с коэффициентами 0,3...0,6. Указанные значения крановых, некоторых временных и снеговых нагрузок составляют часть полного их значения и вво­дятся в расчет при учете длительности действия нагру­зок этих видов на перемещения, деформации, образова­ние трещин. Полные значения этих нагрузок относятся к кратковременным.

Кратковременные нагрузки. К ним отно­сятся: вес людей, деталей, материалов в зонах обслужи­вания и ремонта оборудования — проходах и других сво­бодных от оборудования участках; часть нагрузки на перекрытия жилых и общественных зданий; нагрузки,

Возникающие при изготовлении, перевозке и монтаже элементов конструкций; нагрузки от подвесных и мосто­вых кранов, используемых при возведении или эксплуа­тации зданий и сооружений; снеговые и ветровые нагруз­ки; температурные климатические воздействия.

Особые нагрузки. К ним относятся: сейсмиче­ские и взрывные воздействия; нагрузки, вызываемые неисправностью или поломкой оборудования и резким нарушением технологического процесса (например, при резком повышении или понижении температуры и т.п.); воздействия неравномерных деформаций основания, со­провождающиеся коренным изменением структуры грун­та (например, деформации просадочных грунтов при замачивании или вечномерзлых грунтов при оттаива­нии), и др.

                                                  (2.12)

                                                  (2.13)

Нормативные нагрузки. Они устанавливаются норма­ми по заранее заданной вероятности превышения сред­них значений или по номинальным значениям. Норма­тивные постоянные нагрузки принимают по проектным значениям геометрических и конструктивных параметров и по средним значениям плотности. Нормативные вре­менные технологические и монтажные нагрузки уста­навливают по наибольшим значениям, предусмотренным для нормальной эксплуатации; снеговые и ветровые—по средним из ежегодных неблагоприятных значений или по неблагоприятным значениям, соответствующим определенному среднему периоду их повторений.

Расчетные нагрузки. Их значения при расчете конст­рукций на прочность и устойчивость определяют умно­жением нормативной нагрузки на коэффициент надеж­ности по нагрузке γf, обычно больше, чем единица, на­пример g=gnγf. Коэффициент надежности при действии веса бетонных и железобетонных конструкций γf= 1,1; веса конструкций из бетонов на легких заполнителях (со средней плотностью 1600 кг/м3 и менее) и различных стяжек, засыпок, утеплителей, выполняемых в заводских условиях γf=1,2 и на монтаже γf=1,3; различных вре­менных нагрузок в зависимости от их значения — при полном нормативном значении менее 2,0 кПа γf= l,3, при полном нормативном значении 2,0 кПа и более γf=1,2. Коэффициент надежности при действии веса кон­струкций, применяемый в расчете на устойчивость по­ложения против всплытия, опрокидывания и скольже­ния, а также в других случаях, когда уменьшение массы ухудшает условия работы конструкции, принят γf=0,9. При расчете конструкций на стадии возведения расчетные кратковременные нагрузки умножают на коэффициент 0,8. При расчете конструкций по деформаци­ям к перемещениям (по второй группе предельных со­стояний) расчетные нагрузки принимают равными нормативным значениям с коэффициентом γf=1.

Сочетание нагрузок. Конструкции должны быть рас­считаны на различные сочетания нагрузок или соответ­ствующие им усилия, если расчет ведут по схеме неупру­гого состояния. В зависимости от, состава учитываемых нагрузок различают: основные сочетания, включающие постоянные, длительные и кратковременные нагрузки или усилия от них; особые сочетания, включающие по­стоянные, длительные, возможные кратковременные и одна из особых нагрузки или усилия от них,

В основных сочетаниях при учете не менее двух вре­менных нагрузок их расчетные значения (или соответст­вующих им усилий) умножают на коэффициенты соче­тания равные: для длительных нагрузок ψ1=0,95; для кратковременных ψ2=0,9. При учете же одной времен­ной нагрузки ψ1= ψ2=1. Нормами допускается при учете трех и более кратковременных нагрузок их расчетные значения умножать на коэффициенты сочетаний: ψ2=1 — для первой по степени важности кратковременной на­грузки; ψ2=0,8 — для второй; ψ2=0,6— для остальных. В особых сочетаниях для длительных нагрузок ψ1=0,95, для кратковременных ψ2=0,8 кроме случаев, оговоренных в нормах проектирования зданий и соору­жений в сейсмических районах.

Мы поможем в написании ваших работ!