Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Нормативные и расчётные нагрузки и сопротивления материалов, коэффициенты надёжности и условий работы ЖБ конструкций




При проектировании сле­дует учитывать нагрузки, возникающие при возведении и эксплуатации сооружений, а также при изготовлении, хранении и перевозке строительных конструкций.

В расчетах используют нормативные и расчетные зна­чения нагрузок. Установленные нормами наибольшие значения нагрузок, которые могут действовать на кон­струкцию при ее нормальной эксплуатации, называют нормативными. Фактическая нагрузка в силу разных обстоятельств может отличаться от нормативной в боль­шую или меньшую сторону. Это отклонение учитывается коэффициентом надежности по нагрузке.

Расчет конструкций производится на расчетные нагрузки :q =qn γf

гдеqn— нормативная нагрузка; γf — коэффициент надежности по нагрузке, соответствующий рассматривае­мому предельному состоянию.

При расчете по первой группе предельных состояний γf принимают: для постоянных нагрузок γf=1,1...1,3; временных γf = 1,2... 1,6, при расчете на устойчивость положения (опрокидывание, скольжение, всплытие), когда уменьшение веса конструкции ухудшает условия ее работы, принимают γf<1.

Расчет конструкций по второй группе предельных со­стояний, учитывая меньшую опасность их наступления, производят на расчетные нагрузки при γf = 1. Исключе­ние составляют конструкции, относящиеся к I категории трещиностойкости , для которых γf>1.

Кроме того для обеспечения того, чтобы за время нормальной эксплуатации сооружения не наступило ни одного из предельных состояний, вводится также и другие расчетных коэффициенты, учитываю­щие возможные отклонения (в неблагоприятную сторо­ну) различных факторов, влияющих на надежную работу конструкций: 1)коэффициенты надежности по бетону γb и ар­матуре γs, учитывающие изменчивость их прочностных свойств; 2) коэффициенты надежности по назначению конструкции γnучитывающие степень ответственности и капитальности зданий и сооружений; 3) коэффициенты условий работы γbiи γsi , позволяющие оценить некото­рые особенности работы материалов и конструкций в це­лом, которые не могут быть отражены в расчетах прямым путем.

Расчетные коэффициенты устанавливают на основе вероятностно-статистических методов. Они обеспечивают требуемую надежность работы конструкций для всех ста­дий: изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации.

Нагрузки и воздействия на здания и сооружения мо­гут быть постоянными и временными. Последние в зави­симости от продолжительности действия подразделяются надлительные, кратковременные и особые. К постоянным нагрузкам относятся вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих конст­рукций; вес и давление грунтов (насыпей, засыпок); воз­действие предварительного напряжения.

К временным длительным нагрузкам относятся: вес стационарного оборудования — станков, моторов, емкос­тей, конвейеров; вес жидкостей и твердых тел, заполня­ющих оборудование; нагрузка на перекрытия от склади­руемых материалов и стеллажей в складах, холодильни­ках, книгохранилищах, библиотеках и подсобных помещениях.

В тех случаях, когда требуется учитывать влияние длительности действия нагрузок на деформации и обра­зование трещин, к длительным нагрузкам относится часть кратковременных. Это нагрузки от кранов с пони­женным нормативным значением, определяемым умно­жением полного нормативного значения вертикальной нагрузки от одного крана в каждом пролете на коэффициент; снеговые нагрузкис пониженным нормативным значением, определяемым умножением полного нормативного значения на коэффициент 0,3 — для III снегового района, 0,5 — для IV района, 0,6-—для районов V, VI; нагрузки от лю­дей, оборудования на перекрытия жилых и общественных зданий с пониженными нормативными значениями . Эти нагрузки отнесены к длительным вследствие того, что могут действовать в течение времени, достаточного, чтобы проявились деформации ползучести, увеличиваю­щие прогиб и ширину раскрытия трещин.

К кратковременным нагрузкам относятся: нагрузки от веса людей, оборудования на перекрытия жилых и об­щественных зданий с полными нормативными значения­ми; нагрузки от кранов с полным нормативным значени­ем; снеговые нагрузки с полным нормативным значени­ем; ветровые нагрузки, а также нагрузки, возникающие при монтаже или ремонте конструкций.

Особые нагрузки возникают при сейсмических, взрыв­ных или аварийных воздействиях.

Здания и сооружения подвергаются одновременному действию различных нагрузок, поэтому расчет их должен выполняться с учетом наиболее неблагоприятного соче­тания этих нагрузок или усилий, вызванных ими. В зави­симости от состава учитываемых нагрузок различают: основные сочетания, состоящие из постоянных, длитель­ных и кратковременных нагрузок; особые сочетания, со­стоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок.

Временные нагрузки включаются в сочетания как длительные — при учете пониженного нормативного зна­чения, как кратковременные — при учете полного норма­тивного значения.

Вероятность одновременного появления наибольших нагрузок или усилий учитывается коэффициентами соче­таний ψ1 и ψ2. Если в основное сочетание включается по­стоянная и только одна временная нагрузка (длительная и кратковременная), то коэффициенты сочетаний прини­мают равными 1, при учете двух и более временных на­грузок последние умножают на ψ1=0,95 при длительных нагрузках и ψ1= 0,9 при кратковременных, так как счи­тается маловероятным, чтобы они одновременно дости­гали наибольших расчетных значений.

При расчете конструкций на особое сочетание нагру­зок, включающих взрывные воздействия, допускается не учитывать кратковременные нагрузки,

В Значения расчетных нагрузок должны умножаться также на коэффициент надежности по назначению конструкций, учитывающий степень ответственности и капитальности зданий и сооружений. Для сооружений I класса (объектов особо важного народнохозяйственного значения) γn =1, для сооружений II класса (важные народохозяйственные объекты) γn =0,95, для сооружений III класса (имеющих ограниченное народнохозяйственное Значение) γn =0,9, для временных сооружений со сроком службы до 5 лет γn =0,8.

Нормативные и расчётные сопротивления бетона

При проектировании нормативное сопротивление бе­тона принимается численно равным прочности бетона, соответствующей его классу.

Нормативное сопротивление бетонных призм осево­му сжатию Rb,n(призменная прочность) определяется по нормативному значению кубиковой прочности с уче­том зависимости, связывающей призменную и кубиковую прочность.

Нормативные сопротивления бетона осевому растя­жению Rbt,nв случаях, когда прочность бетона на растя­жение не контролируется, определяются по нормативно­му значению кубиковой прочности с учетом зависимости , связывающей прочность на растяжение с прочно­стью на сжатие.

Если же прочность бетона на растяжение контроли­руется непосредственным испытанием образцов на про­изводстве, то нормативное сопротивление осевому рас­тяжению принимается равным Rbt,n=Rbt,m(1-1,64ν) и характеризует класс бетона по прочности на растяже­ние.

Расчетные сопротивления бетона для предельных со­стояний первой группыRb и Rbtопределяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэф­фициенты надежности бетона при сжатии γbcили γbt при растяжении :Rb =Rb,n/γbc , Rbt = Rbt,n/ γbt

Для тяжелого бетона γbс= 1,3; γbе=1,5. Эти коэффициенты учитывают возможность пониже­ния фактической прочности по сравнению с нормативной вследствие отличия прочности бетона в реальных конст­рукциях от прочности в образцах и ряд других факторов, зависящих от условий изготовления и эксплуатации кон­струкций.

Расчетные сопротивления бетона для предельных со­стояний 2-ой группы Rb,serи Rbt,ser определяются при коэфффициентах надежности γbс = γbt=1, т.е. принимаются равными нормативным сопротивлениям. Это объясняет­ся тем, что наступление предельных состояний II группы менее опасно, чем I группы, поскольку оно, как правило, не приводит к обрушению сооружений и их элементов. При расчете бетонных и железобетонных конструк­ций расчетные сопротивления бетона в необходимых случаях умножают на коэффициенты условий работы γbi, учитывающие: длительность действия и повторяе­мость нагрузки, условия изготовления, характер рабо­ты конструкции и т. п. Например, с целью учета сниже­ния прочности бетона, имеющего место при длительнойнагрузке, вводят коэффициент γb2= 0,85...0,9, при учёте нагрузок малой длительности γb2 = 1,1

Нормативные и расчетные сопротивления армату­ры. Нормативные сопротивления арматуры принима­ют равными наименьшим контролируемым значениям для стержневой арматуры, высокопрочной проволо­ки и арматурных канатов — пределу текучести, физи­ческому (σy, или условному σ0,02; для обыкновенной арма­турной проволоки — напряжению, составляющему 0,75 от временного сопротивления разрыву, Значения нормативных сопротивлений Rsnпринима­ют в соответствии с действующими стандартами на арматурные стали, как и для бетона, с надежностью 0,95 .Расчетные сопротивления арматуры растяжению Rs и Rs.ser для предельных состояний I и II группы определяются делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по ар­матуре γs:Rs= Rsn / γs

Коэффициент надежности устанавливают, чтобы ис­ключить возможность разрушения элементов в случае чрезмерного сближения Rsи RsnОн учитывает изменчи­вость площади поперечного сечения стержней, раннее развитие пластических деформаций арматуры и т.п. Его значение для стержневой арматуры классов А-1, А-П со­ставляет 1,05; классов А-Ш — 1,07...1,1; классов А-1V, А-V—1,15; классов А-VI —1,2; для проволочной арма­туры классов Вр-1, В-1 — 1,1; классов В-П, Вр-П, К-7, К-19— 1,2.

При расчете по предельным состояниям II группы значение коэффициента надежности для всех видов ар­матуры принято равным единице, т.е. расчетные сопро­тивления численно равны нормативным.

При назначении расчетных сопротивлений арматуры сжатию Rscучитываются не только свойства стали, но и предельная сжимаемость бетона. Принимая ε bcu=2*10-3, модуль упругости стали Es=2*10 -5 МПа, можно получить наибольшее напряжение, достигаемое в ар­матуре перед разрушением бетона из условия совмест­ных деформаций бетона и арматуры σ cs= ε bcuEs Согласно нормам расчетное сопротивление армату­ры сжатию Rsv принимают равным Rs, если оно не превышает 400 МПа; для арматуры с более высоким зна­чением Rs, расчетное сопротивление принимают 400 МПа (или 330 МПа при расчете в стадии обжатия). При длительном действии нагрузки ползучесть бетона приводит к повышению напряжения сжатия в арматуре. Поэтому если расчетное сопротивление бетона прини­мают с учетом коэффициента условий работы γb2=0,85...0,9 (т.е. с учетом продолжительного действия нагрузки), то допускается при соблюдении соответству­ющих конструктивных требований повышать значе­ние Rзсдо 450 МПа для сталей класса А-1V и до 500 МПа для сталей классов Ат-1V и выше.

При расчетах конструкций по I группе предельных состояний расчетные сопротивления арматуры в необхо­димых случаях умножаются на коэффициенты условий работы γsi , учитывающие неравномерность распределе­ния напряжений в сечении, наличие сварных соединений, многократное действие нагрузки и др. Например, работа высокопрочной арматуры при напряжениях выше услов­ного предела текучести учитывается коэффициентом ус­ловий работы у8б, величина которого зависит от класса арматуры и изменяется от 1,1 до 1,2







Дата добавления: 2015-08-27; просмотров: 4380. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.004 сек.) русская версия | украинская версия