🗊Презентация Расчет строительных конструкций

Расчет строительных конструкций.

Стадия I - НДС элемента до образования трещин в его растянутой зоне, т. е. когда бетон растянутой зоны сохраняет сплошность и работает под воздействием нагрузки квазиупруго (напряжения почти пропорциональны деформациям, рис 2.а), деформации растянутой зоны не превосходят значения εbtu=Rbtn/Eb, эпюры нормальных напряжений в бетоне сжатой и растянутой зон сечения близки к треугольным. Усилия в растянутой зоне в основном воспринимает бетон. Роль растянутой рабочей арматуры незначительна, напряжения в ней σs≤2α Rbt,ser≤ 30 МПа

Стадия – I а Стадия – I а

Стадия II Стадия II

При расчете то допускаемым напряжениям конструкция рассматривается в ее рабочем состоянии под действием нагрузок, допускаемых при нормальной эксплуатации сооружения, т. е. нормативных нагрузок. При расчете то допускаемым напряжениям конструкция рассматривается в ее рабочем состоянии под действием нагрузок, допускаемых при нормальной эксплуатации сооружения, т. е. нормативных нагрузок. Условие прочности конструкции заключается в том, чтобы напряжения в конструкции от нормативных нагрузок не превышали установленных нормами допускаемых напряжений, которые представляют собой некоторую часть от предельного напряжения материала, принимаемого для строительной стали равным пределу текучести σт. 

Основные формулы проверки прочности конструкции где σ — напряжения в конструкции от нормативных нагрузок; [σ] — допускаемые напряжения, которые установлены соответствующими нормативными документами; σт — предел текучести стали; k0 — коэффициент запаса прочности. Коэффициент запаса введен здесь потому, что возможны отклонения как фактической нагрузки от той теоретической, которая принята в расчете, так и действительной конструкции сооружения от той теоретической схемы, которая рассчитывается. Эти возможные отклонения перекрываются коэффициентом запаса (в среднем равным примерно 1,5), который, таким образом, связывает расчетные предположения с фактической работой конструкции в процессе ее эксплуатации.

В основу метода расчета сечений по разрушающим нагрузкам была положена работа конструкций в III стадии напряженно-деформированного состояния, при этом предполагалось, что напряжения в бетоне и арматуре достигают предельных значений. В основу метода расчета сечений по разрушающим нагрузкам была положена работа конструкций в III стадии напряженно-деформированного состояния, при этом предполагалось, что напряжения в бетоне и арматуре достигают предельных значений. В отличие от метода расчета по допускаемым напряжениям, где напряжения в бетоне и арматуре определялись по действующему в сечении внешнему усилию, в рассматриваемом методе по принятым напряжениям в сечении, установленным на основании экспериментов, определялось значение разрушающего усилия. Метод позволял назначать общий для всего сечения коэффициент запаса. Допускаемая нагрузка находилась путем деления разрушающей нагрузки на этот коэффициент. Метод более правильно отражал действительную работу сечений, подтверждался экспериментально и явился крупным шагом в развитии теории железобетона.

Общим недостатком обоих рассмотренных выше методов являлось использование единого коэффициента запаса, лишь весьма приближенно учитывающего многообразие факторов, влияющих на работу конструкции. Кроме того, метод расчета по разрушающим нагрузкам, позволяя достоверно определять прочность конструкции, не давал возможности оценить ее работу на стадиях, предшествующих разрушению, в частности при эксплуатационных нагрузках. Общим недостатком обоих рассмотренных выше методов являлось использование единого коэффициента запаса, лишь весьма приближенно учитывающего многообразие факторов, влияющих на работу конструкции. Кроме того, метод расчета по разрушающим нагрузкам, позволяя достоверно определять прочность конструкции, не давал возможности оценить ее работу на стадиях, предшествующих разрушению, в частности при эксплуатационных нагрузках. Впрочем, до определенного периода практика и не ставила перед исследователями такой задачи. Это объясняется тем, что применялись сталь и бетон относительно низкой прочности, конструкции имели развитые сечения, прогибы и трещины в бетоне от эксплуатационных нагрузок были невелики и не препятствовали нормальной работе конструкций. С появлением бетона и арматуры более высокой прочности сечения уменьшались, снижалась и их жесткость, в результате чего прогибы конструкций от фактических нагрузок оказывались значительными, создавая в ряде случаев препятствия нормальной эксплуатации. Кроме того, более существенную роль стал играть фактор раскрытия трещин, вызывающий коррозию стали, к которой высокопрочная арматура особенно чувствительна. Последние два обстоятельства наряду с отмеченными выше недостатками существовавших методов потребовали дальнейшего совер­шенствования методики расчета железобетонных конст­рукций

Метод расчета по предельным состояниям Данный метод основывается на положениях, которые направлены на обеспечение безопасной работы конструкций с учетом: изменчивости свойств материалов; нагрузок и воздействий; геометрических характеристик конструкций; условий их работы; степени ответственности проектируемых объектов.

Сущность метода. Предельные состояния конструкций. Конструкция может потерять необходимые эксплуатационные качества по одной из двух причин: 1)   в   результате   исчерпания   несущей   способности (разрушения материала в наиболее нагруженных сечениях,   потери   устойчивости   некоторых   элементов   или всей конструкции в целом); 2)   вследствие   чрезмерных   деформаций    (прогибов, колебаний, осадок), а также из-за образования трещин или чрезмерного их раскрытия. Строительные конструкции рассчитывают по методу предельных состояний, который дает возможность: гарантировать сохранение необходимых эксплуатационных качеств конструкции при практически наибольших отклонениях нагрузок от нормативных значений и возможном наихудшем качестве материалов.

В соответствии с указанными выше двумя причинами, которые могут вызвать потерю эксплуатационных качеств конструкций, установлены две группы их расчетных предельных состояний: 1) по потере несущей способности; 2) по непригодности к нормальной эксплуатации. По первой группе предельных состояний рассчитывают конструкции всех видов; По второй группе — только те конструкции, чрезмерные деформации в которых могут привести к потере ими эксплуатационных качеств еще до того, как будет исчерпана их несущая способность. Примером таких конструкций могут служить плиты и балки большого пролета, необходимое сечение которых определяется не условием прочности, а прогибом, допускаемым при нормальной эксплуатации. Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям второй группы должен обеспечить не только ограничение их прогибов, но в необходимых случаях исключить возможность образования трещин в бетоне или ограничить ширину их раскрытия.