Расчет железобетонных конструкций по предельным состояниям

состояние конструкции, после достижения которого дальнейшая эксплуатация становится невозможной вследствие

потери способности сопротивляться внешним нагрузкам или получения недопустимых перемещений или повреждений.
Установлены две группы предельных состояний:
первая группа ПС (ПС1)- по несущей способности и пригодности к эксплуатации;
вторая группа ПС (ПС2) - по пригодности к нормальной эксплуатации.

(расчет по прочности);




потери устойчивости
формы (расчет на продольный

изгиб);

на выносливость).

чрезмерных прогибов (перемещений);


исключить возможность образования трещин в бетоне (если

трещины не допускаются);
ограничить ширину раскрытия трещин;


в необходимых случаях закрытие трещин после снятия части нагрузки.

и используется при подборе сечений.
Расчет

по ПС2 производится для тех конструкций, которые, будучи прочными, теряют пригодность по отдельным критериям, предъявляемым требованиями к нормальной эксплуатации.

(допускаемых напряжений, разрушающих нагрузок):
значительно расширил критерии работоспособности конструкций – ввел

понятие пригодности к эксплуатации и пригодности к нормальной эксплуатации;
Вместо одного коэффициента запаса ввел систему расчетных коэффициентов, которые дифференцированно учитывают разные расчетные факторы;
Прочность и нагрузки имеют статистическое обоснование, поэтому метод является «полувероятностным»

требованиями:
обеспечения сохранности арматуры;
обеспечения непроницаемости конструкций.

и прочностные характеристики материалов, из которых конструкция изготовлена, обладают изменчивостью

и могут отличаться от средних значений.
Поэтому для обеспечения того, чтобы за время нормальной эксплуатации сооружения не наступило ни одного из предельных состояний, вводится система расчетных коэффициентов, учитывающих возможные отклонения (в неблагоприятную сторону) различных факторов, влияющих на надежную работу конструкции.

воздействий;
коэффициенты надежности по материалу - бетону γb и арматуре γs,

учитывают попадание материалов с прочностью ниже нормативной;
коэффициенты надежности по назначению конструкции γn, учитывают степень ответственности и капитальности зданий и сооружений;
коэффициенты условий работы γbi и γsi, позволяют учесть некоторые особенности работы материалов и конструкций в реальных условиях (низкие или высокие температуры, неудобство бетонирования, недостаточную анкеровку арматуры и пр.), которые не могут быть отражены в расчетах прямым путем

также при изготовлении, хранении, перевозке и возведении 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 γf. Эта нагрузка называется расчетной

нагрузкой:
q= qnγf ,
где qn - нормативная нагрузка;

γf - коэффициент надежности по нагрузке.
При расчете по ПС1 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 ПС2, учитывая меньшую опасность их наступления, производят на расчетные нагрузки при γf =1.

в зависимости от продолжительности действия различают постоянные (Pd) и временные.

Временные подразделяются на:
длительные (Pl);
кратковременные (Pt);
особые (Ps).

вес несущих и ограждающих. конструкций;
вес и давление грунтов (насыпей,

засыпок);
воздействие предварительного напряжения;
гидростатическое давление.

оборудования;
давление жидкостей, газов и сыпучих тел в емкостях, трубопроводах;

нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажей в складах, холодильниках, книгохранилищах, библиотеках и подсобных помещениях;
осадки грунтов, не сопровождающиеся изменением структуры грунтов;
пониженные значения нагрузок от веса людей, оборудования, подъемно-транспортного оборудования и климатических нагрузок.

перекрытия жилых и общественных зданий с полными нормативными значениями;
нагрузки

от подъемно-транспортного оборудования;
климатические (снеговые, ветровые, температурные и гололедные);
нагрузки, возникающие при монтаже или ремонте конструкций.

просадки грунтов основания, сопровождающиеся изменением структуры грунта;
нагрузки, обусловленные пожаром.

различных нагрузок, поэтому расчет их должен выполняться с учетом наиболее

неблагоприятного сочетания этих нагрузок или усилий, вызванных ими.
Малая вероятность одновременного появления наибольших нагрузок или усилий учитывается коэффициентами сочетаний для длительной нагрузки li и кратковременной нагрузкиti.
li , ti ≤ 1

В зависимости от состава учитываемых нагрузок различают:
1. Основные сочетания нагрузок

из постоянных, длительных и кратковременных
Сm = Pd + Σ(li Pli) + Σ(ti Plt) ,
2. Особые сочетания нагрузок, состоящие из из постоянных, длительных и кратковременных и одной из особых нагрузок
Сs = Сm + Ps,

коэффициент надежности по ответственности конструкции, учитывающий степень материального и социального

ущерба при аварии зданий и сооружений.
для зданий и сооружений (ЗиС) повышенного уровня ответственности n=1,1;
для ЗиС нормального уровня ответственности n= 1;
для ЗиС пониженного уровня ответственности n=0,8.

выполняться условие:
F ≤ Fu;
F- усилие в элементе от

расчетных нагрузок;
Fu – предельное усилие, воспринимаемое сечением.

эксплуатация конструкции или сооружения хотя и затруднена, но полностью не

исключается, т. е. конструкция становится непригодной лишь к нормальной эксплуатации.
по прогибам (перемещениям): f ≤ fu
f – прогиб от нормативной нагрузки;
fu – предельно допустимое значение прогиба;
по образованию трещин: Fn≤ Fcrc
Fn- усилие от нормативной нагрузки;
Fcrc- усилие при котором возникают трещины в элементе;
по раскрытию трещин: acrc ≤ acrc,u
acrc – ширина раскрытия трещин от внешних нагрузок;
acrc,u – предельно допустимая ширина раскрытия трещины;