Значения коэффициента надежности по ответственности

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Уровень ответственности	γ_n
для повышенного уровня ответственности (класс сооружения КС-3)	1,1
для нормального уровня ответственности (класс сооружения КС-2	1,0
для пониженного уровня ответственности (класс сооружения КС-1)	0,8
Для большепролетных сооружений и зданий высотой более 250 м	1,2

Основные положения метода расчета по предельным состояниям

При расчете конструктивных элементов по первой группе предельных состояний должно выполняться условие

F ≤ F_ult, (1.2)

где F – усилие от внешних нагрузок и воздействий в рассматриваемом сечении конструкции; F_ult – предельное усилие, которое может быть воспринято элементом в этом сечении (зависит от расчетных сопротивлений материалов, формы и размеров сечения, коэффициентов условий работы).

Суть этого расчета: в рассматриваемом сечении расчетное усилие от внешних нагрузок (при их неблагоприятном сочетании) не должно превышать предельного усилия, которое может быть воспринято элементом в этом сечении.

Расчет несущих элементов по прочности производят по нормальным и наклонным сечениям, для всех стадий работы конструкций. Стадиями работы конструкций являются стадии изготовления, транспортирования, монтажа и эксплуатации.

При расчете по второй группе предельных состояний для железобетонных конструкций проверяют выполнение следующих условий:

1) Расчет по образованию трещин (для железобетонных и каменных конструкций)

F ≤ F_crc, (1.3)

где F_crc – предельное усилие, которое может быть воспринято сечением при образовании трещины.

Усилие F от внешних нагрузок и воздействий в рассматриваемом сечении не должно превышать предельного усилия F_crc, которое может быть воспринято элементом при образовании трещин.

В некоторых железобетонных конструкциях не допускается образование трещин, т.е. условие (1.3) должно выполняться. К ним относятся конструкции, у которых при полностью растянутом сечении должна быть обеспечена непроницаемость (находящимся под давлением жидкости или газов, испытывающим воздействие радиации и т.п.), уникальные конструкции, к которым предъявляют повышенные требования по долговечности, а также конструкции, эксплуатируемым в агрессивной среде.

Для конструкций, в которых допускаются трещины, при не выполнении условия (1.3), производят расчет на раскрытие трещин.

При расчете по образованию трещин в целях их недопущения коэффициент надежности по нагрузке принимают γ_f > 1,0 (как при расчете по прочности). При расчете по раскрытию трещин и по деформациям (включая вспомогательный расчет по образованию трещин) принимают коэффициент надежности по нагрузке γ_f = 1,0.

2) Расчет по раскрытию трещин производят из условия, по которому ширина раскрытия трещин от внешней нагрузки а_crc не должна превосходить пре дельно допустимого значения ширины раскрытия трещин (a_crc_,_ult)

a_crc £ a_crc_,_ult _. (1.4)

Расчет железобетонных элементов производят по непродолжительному и продолжительному раскрытию трещин. Непродолжительное раскрытие трещин определяют от совместного действия постоянных и временных (длительных и кратковременных) нагрузок, продолжительное - только от постоянных и временных длительных нагрузок. При этом коэффициент надежности по нагрузке принимается γ_f = 1,0.

Таблица 1.3

Значения a_crc,ult [2]

Условия	Продол-жительное раскрытие трещин, мм	Непродол-жительное раскрытие трещин, мм
а) из условия обеспечения сохранности арматуры классов А240 ... А600, В500 классов А800, А1000, В_р1200 - В_р1400, К1400, К1500 (К-19) и К1500 (К-7), К1600 диаметром 12 мм классов В_р1500, К1500 (-7), К1600 диаметром 6 и 9 мм	0,3 0,2 0,1	0,4 0,3 0,2
б) из условия ограничения проницаемости конструкций	0,2	0,3

3) Расчет элементов по деформациям производят из условия, по которому прогибы или перемещения конструкций f от действия внешней нагрузки не должны превышать предельно допустимых значений прогибов или перемещений f_ult (по нормам, приложение Е [13]).

f£f_ult_. (1.5)

Расчет железобетонных конструкций по нелинейной деформационной модели

Согласно СП 63.13330.2012 [15] расчет железобетонных конструкций рекомендуется производить по нелинейной деформационной модели.

Для расчета железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели используют диаграммы состояния сжатого бетона и диаграммы деформирования арматуры. Для расчета прочности железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели используют диаграммы состояния сжатого бетона с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. В качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.

При расчете образования трещин в железобетонных конструкциях по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния сжатого и растянутого бетона используют трехлинейную диаграммусостояния бетона с деформационными характеристиками, отвечающими непродолжительному действию нагрузки. Двухлинейную диаграмму как наиболее простую используют для определения напряженно-деформированного состояния растянутого бетона при упругой работе сжатого бетона.

Для расчета деформаций железобетонных элементов по нелинейной деформационной модели при отсутствии трещин для определения напряженно-деформированного состояния в сжатом и растянутом бетоне используют трехлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки. При наличии трещин для определения напряженно-деформированного состояния сжатого бетона помимо указанной выше диаграммы используют как наиболее простую двухлинейную диаграмму состояния бетона с учетом непродолжительного и продолжительного действия нагрузки.

При расчете раскрытия нормальных трещин по нелинейной деформационной модели для определения напряженно-деформированного состояния в сжатом бетоне используют диаграммы состояния, приведенные с учетом непродолжительного действия нагрузки. При этом в качестве наиболее простой используют двухлинейную диаграмму состояния бетона.

При расчете нормальных сечений по прочности применяют уравнения равновесия внешних сил и внутренних усилий в сечении элемента.

Используются следующие положения:

а) распределение относительных деформаций бетона и арматуры по высоте сечения элемента принимают по линейному закону (гипотеза плоских сечений);

б) связь между осевыми сжимающими и растягивающими напряжениями бетона и относительными деформациямипринимают в виде заданных непрерывных или дискретных функций.

В действующих нормах диаграмма деформирования бетона представлена в виде двухлинейной диаграммы (рис.1.1), согласно которой напряжения σ_b, определяются следующим образом:

при 0 ≤ ε_b ≤ ε_b_1,_red σ_b = E_b_,_red ε_b ; (1.6)

при ε_b_1,_red < ε_b ≤ ε_b₂σ_b = R_b, (1.7)

где E_b_,_red - приведенный модуль деформации бетона, равный

E_b,red = R_b/ ε_b_{1,re d}(1.8)

ε_b_1,_red =0,0015; ε_b₂= 0,0035; R_b – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию.

Сопротивление бетона растянутой зоны не учитывается (т.е. принимается σ_b = 0).

Рис.1.1. Двухлинейная диаграмма состояния сжатого бетона

Диаграмма деформирования арматуры принимается в зависимости от класса арматуры. Для сталей с площадкой текучести диаграмма принимается в виде идеально упруго-пластической диаграммы Прандля (рис.1.1), согласно которой напряжения σ_s принимают равными:

при 0 < ε_s < ε_s₀ σ_s = ε_sE_s , (1.9)

при ε_s₀ ≤ ε_s < ε_s₂ σ_s = R_s _,(1.10)

где ε_s₀= R_s/E_s; R_s – расчетное сопротивление арматуры растяжению;

E_s = 2·10⁵МПа; ε_s₂ = 0,025.

Для арматуры А240-А500, В500 диаграмма показана на рис.1.2.

Рис.1.2. Диаграмма состояния растянутой арматуры из мягкой стали

Кроме расчета на прочность двухлинейная диаграмма состояния сжатого бетона используется при расчете ширины раскрытия трещин и прогиба при наличии трещин.

При трехлинейной диаграмме (рис.1.3.) при 0 ≤ ε_b ≤ ε_b₁

σ_b = E_b ε_b ;

Трехлинейная диаграмма состояния сжатого бетона используют при расчетах на образование трещин, а также прогиб при отсутствии трещин

Рис.1.3. Трехлинейная диаграмма состояния сжатого бетона

Для арматурной стали без площадки текучести диаграмма принимается в виде ломанной линии. Зависимость между напряжениями и деформациями записывается в общем виде:

при 0 ≤ ε_s ≤ ε_s₁ σ_s = E_s ε_s; (1.11)

при ε_s₁< ε_s ≤ ε_s₂ но не более 1,1R_s,

где ε_s₁= 0,9R_s/ E_s; ε_s₀= R_s/ E_s + 0,002; ε_s₂ = 0,015.

Трехлинейная диаграмма σ_s - ε_s показана на рис.1.4

Для арматуры А600-А1000, Вр1200 – Вр1500, К1500, К1600 диаграмма показана на рис.1.4.

Рис. 1.4. Трехлинейная диаграмма состояния арматуры с условным

пределом текучести

Диаграммы состояния арматуры при растяжении и сжатии

принимают одинаковыми.

При определении изгибной жесткости неравномерность деформаций учитывается коэффициентами для арматуры и бетона. Пользуясь зависимостями « σ_s - ε_s » и « σ_в- ε_в», по соответствующим деформациям определяются напряжения в бетоне, арматуре и внутренние усилия в сечении.

Переход от эпюры напряжений в бетоне к обобщенным внутренним усилиям рекомендуется осуществлять с помощью процедуры численного интегрирования по нормальному сечению. Для этого нормальное сечение в направлении плоскости изгиба (нормальной нейтральной оси) разделяется на участки малой ширины, напряжения в которых принимают равномерно распределенными и соответствующими деформациям на уровне середины ширины участка.

Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 370; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!