Сущность метода расчета по предельным состояниям

Прочность сечений элементов определяется на стадии разрушения, но безопасность работы конструкции под нагрузкой обеспечивается системой расчетных (поправочных) коэффициентов

I группа
предельных состояний

II группа
предельных состояний

по непригодности
к нормальной эксплуатации

- Расчет на прочность
(хрупкое, пластичное разрушение нормальных и наклонных сечений);
- Расчет на устойчивость
(включает в себя расчет плоской формы изгиба, расчет на опрокидывание, скольжение, всплытие заглубленных и полузаглубленных сооружений, подверженных давлению грунтовых вод)
- Расчет на выносливость
(усталостное разрушение конструкций, находящихся под воздействием многократно повторяющихся нагрузок).

- Расчет по трещиностойкости
(чрезмерное раскрытие трещин в конструкциях);
- Расчет по деформациям
(чрезмерные прогибы, углы поворота, углы перекоса, амплитуды колебаний)

Существуют некоторые ограничения для 2 группы – ограничения по деформациям:
конструктивные – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать эксплуатации других конструкций;
технологические – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать работе технологического оборудования;
эстетические – прогибы должны быть такими, чтобы не мешать комфортности людей.

Пример конструкции, не отвечающей требованиям
нормальной эксплуатации

Класс бетона

среднеквадратическое отклонение,
определяемое по формуле:

Показатель надежности

Прочностные характеристики арматурной стали

Нормативные
Rsn

Расчетные
Rs Rsw Rsc
R s, ser

γs - коэффициент надежности по арматуре, принимаемый равным:
1,1 – для арматуры классов А240, А300, А400;
1,15 – для арматуры класса А500;
1,2 – для арматуры класса В500.

.

II класс ответственности
(нормальный)

III класс ответственности
(пониженный)

Принимается для зданий и сооружений, отказы которых могут привести к тяжелым экономическим, социальным и экологическим последствиям (резервуары для нефти и нефтепродуктов вместимостью 10000 м3 и более, производственные здания с пролетами 100 м и более, здания с большим скоплением людей

Принимается для зданий и сооружений массового строительства (жилые, общественные, производственные, сельскохозяйственные зда­ния и сооружения).

Принимается для сооружения сезонного или вспомогательного назначения (парники, теплицы, летние павильоны, небольшие склады и подобные сооружения).

Устанавливается согласно требованиям ФЗ -384.

5.7. Коэффициент надежности по нагрузке γt для снеговой нагрузки следует принимать рав­ным 1,4. При расчете элементов конструкции покрытия, для которых отношение учитываемо­го нормативного значения равномерно распре­деленной нагрузки от веса покрытия (включая вес стационарного оборудования) к норматив­ному значению веса снегового покрова s0 ме­нее 0,8 γt следует принимать равным 1,6.

Для поперечной арматуры

- При расчете по I группе предельных состояний

Для сжатого и растянутого бетона

Для арматуры

- При расчете по II группе предельных состояний

См. выше

Расчет по первой группе предельных состояний является основным и используется для подбора размеров сечения и диаметра арматуры

Условие прочности железобетонных элементов
по первой группе предельных состояний

раскрытие трещин при совместном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок.

Трещины в железобетонных конструкциях

Трещины непродолжительного
раскрытия

Трещины продолжительного
раскрытия

раскрытие трещин при совместном действии постоянных, длительных нагрузок. При этом принимают коэффициент надежности по нагрузке = 1.

допускает ограниченное по ширине непродолжительное раскрытие трещин (от совместного действия всех нагрузок) при усло­вии их последующего надежного закрытия, когда непродолжи­тельные нагрузки отсутствуют;
Предъявляют к конструкциям, эксплуатируемым в агрессив­ной среде (водяной пар, кислоты, морская вода), находящимся под воздействием многократно повторяющейся нагрузки

допускает ограниченное по ширине непродолжительное и продолжительное раскрытие трещин;
3-ю категорию требований к трещиностойкости относят к конструкциям со стержневой ненапрягаемой и напрягаемой арматурой, в которых образование трещин не опасно для их нормальной эксплуатации.

Расчетные

Нормативные нагрузки – внешние воздействия на конструкции, установленными нормами строительного проектирования

Расчетная нагрузка – нормативная нагрузка, принятая с учетом коэффициента надежности по нагрузке

Вес оборудования
Давление газов, жидких сыпучих в-в
Снеговая нагрузка
Нагрузка от одного мостового крана
Полезная нагрузка на перекрытие

Вес людей
Нагрузка от кранов, тельферов
Ветровая нагрузка
Нагрузка от снега

Сейсмические и взрывные воздействия
Нагрузки при авариях
Неравномерная осадка грунтов при просадках