Понятие о предельных состояниях строительных конструкций.

Материалы для строительных конструкций

Материалы для проектируемых конструкций прини­маются с учетом рекомендаций строительных норм и правил (СНиП), указания которых детализируются соот­ветствующими сводами правил (СП). Строительные нор­мы и правила, по которым производится расчет строи­тельных конструкций:

•  СНиП II-23-81* «Стальные конструкции»;

• СНиП II-24-74 «Алюминиевые конструкции»;

• СНиП II-25-80 «Деревянные конструкции»;

• СНиП 2.03.01.-84 «Бетонные и железобетонные кон­струкции. Основные положения»;

• СНиП II-22-81 «Каменные и армокаменные кон­струкции».

Выбор материала для несущих конструкций зависит от следующих условий: группы капитальности, долговечности ,экономичности.

Стальшироко используется для строительства боль­шепролетных и высотных зданий и сооружений (L > 24 м, Н > 10 м), а также при тяжелых и подвижных нагрузках в промышленных цехах. Существующие строительные нормы «Стальные кон­струкции» предусматривают применение тринадцати ста­лей — от С235 до С590. Наиболее распространенными в простых инженерных сооружениях являются С235, С245, С275,С345.

Железобетон, бывает монолитный и сборный, с напрягаемой арматурой и ненапрягаемой. Материалами для железобетона являются бетон и арматура. Для обычных, ненапрягаемых железо­бетонных конструкций наиболее часто используются бетоны В15, В20, В25, В30; арматура А400 (А-ІІІ, А400С), А500 (А500С), А300 (А-ІІ), В500 (Bp-I, B500C).

Кирпич(камень), является одновременно несу­щим, теплоизоляционным и отделочным материалом и в то же время удовлетворяет требованиям пожарной безо­пасности, капитальности и простоты возведения.

Строительные нормы «Каменные и армокаменные конструкции» рекомендуют применение девятнадцати марок кирпича, бетонных и природных камней марок от 4 до 1000 и восьми марок раствора — от 4 до 200. В большинстве зданий и сооружений используются марки кирпича — 50, 75, 100,125 и раствора - 50, 75, 100.

Древесина. Древесина и изделия из нее имеют срав­нительно высокие прочностные показатели при неболь­шом весе, чаще всего применяют сосну, ель, лиственницу.

Требования к зданиям и несущим конструкциям

Все строения делятся на здания и сооруже­ния. Здания, подразделяются на граждан­ские (жилые и общественные) и производственные (про­мышленные и сельскохозяйственные). К сооружениям относят инженерные постройки (объекты), предназна­ченные для выполнения каких-либо технических задач.

Несущие конструкции зданий и сооружений , те конструкции которые  воспринимают силовые и другие воз­действия и передают их на нижележащие конструкции, затем на фундаменты, на грунт. Несущие кон­струкции должны отвечать требованиям, предъявляемым к самим зданиям и сооружениям в отношении долговеч­ности, огнестойкости, индустриальности, унификации

К свойствам конструкций относят надежность, т.е. способность конструкции сохранять свои эксплуата­ционные качества в течение всего срока службы сооруже­ния, а также в период ее транспортирования с завода на строительную площадку и в момент монтажа. Основным показателем надежности несущей конструкции является безопасная(безаварийная) ее работа под действием вне­шних нагрузоки различных воздействий, возникающих при эксплуатации (температурных, коррозионных, сейс­мических и др.). С понятиями надежности и безопасной работы конструкций связаны такие свойства, как прочность, жесткость и ус­тойчивость, которые относятся как к зданиям и сооруже­ниям в целом, так и к отдельно взятым несущим кон­струкциям.

Понятие прочностиможно определить как не разрушаемостьконструкции в течение всего периода ее эксплуа­тации.

Жесткостиконструкции - это сопротивляемость деформациям( прогиб или поворотам сечения). Такие деформации происходят в направлении действия нагрузок. Если они превосходят какие-то значения, установленные норма­ми, то говорят о недостаточной жесткости или чрезмер­ной гибкости.

Устойчивость— это сохранение формыконструкции. В случае потери устойчивости конструкция, которая до приложения нагрузки имела одну форму (прямолинейную), после приложения нагрузки принимает другую — криволинейную. Деформации, возникающие при потере устойчивости, в отличие от изгиба, не совпадают с плоскостью действия нагрузок.

Тема: «Понятие о предельных состояниях строительных конструкций»

Цель урока: Дать представление о предельных состояниях.

Вопросы темы:

1.Понятие о предельных состояниях строительных конструкций.

2.Понятие о расчете по первой группе предельных состояний.

3. Понятие о расчете по второй группе предельных состояний.

Понятие о предельных состояниях строительных конструкций.

Существующие строительные нормы предписывают вести расчет строительных конструкций на силовые воз­действия по методу предельных состояний.

Предельными называются такие состояния для зда­ния, сооружения, а также основания или отдельных кон­струкций, при которых они перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям, а также тре­бованиям, заданным при их возведении. Предельные состояния конструкций (зданий) подраз­деляются на две группы:

• первая группа — по потере несущей способности или не­пригодности к эксплуатации. Состо­яния, относящиеся к этой группе, считаются пре­дельными, если в конструкции наступило опасное напряженно-деформированное состояние; в худшем случае — если она по этим причинам разрушилась;

• вторая группа — по непригодности к нормальной эксплу­атации. Нормальной называется такая эксплуатация здания или его конструкции, которая осуществляется в соответствии с предусмотренными в нормах или за­даниях на проектирование технологическими или бы­товыми условиями. Возможно конструкция не потеряла несущей способности, т.е. удовлетворяет требованиям первой группы I предельных состояний, но ее деформации (например, прогибы или трещины) таковы, что нарушают техно­логический процесс или нормальные условия нахож­дения людей в помещении.

К предельным состояниям первой группы относятся:

• общая потеря устойчивости формы

• потеря устойчивости положения

• хрупкое, вязкое или иного характера разрушение

• разрушение под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды и др.

К предельным состояниям второй группы относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций (зданий) или снижающие их долговечность вследствие появлений недопустимых перемещений (про­гибов, осадок, углов поворота), колебаний и трещин.

Метод расчета строительных конструкций по предель­ным состояниям имеет своей целью не допустить наступ­ления ни одного из предельных состояний, которые могут возникнуть в конструкции (здании) при, их эксплуатации втечение всего срока службы, а также при их возведении.

Расчетпо предельным состояниямзаключается в том, чтобы величины усилий, напряжений, деформаций, перемещений, раскрытия тре­щин или величины других факторов и воздействий не превы­шали предельных значений, установленных нормами проек­тирования. Предельное состояние не наступит, если действительные перечисленные факторы не превышают предельных значений, уста­новленных нормами.

Предельные состояния первой группы:

а), б) потеря общей устойчивости; в), г) потеря устойчивости

положения; д) хрупкое, вязкое или иного характера

разрушение.

2. Расчет no предельнымсостояниям первой группы.

Расчет по предельным состояниям первой группы на­зывают расчетом по несущей способности (по непригод­ности к эксплуатации). Цель такого расчета заключается в том, чтобы предотвратить наступление любого из пре­дельных состояний первой группы, т.е. обеспечить несущую способность, как отдельной конструкции, так и всего зда­ния в целом.

Несущая способность конструкции считается обеспе­ченной, если удовлетворяется неравенство типа

                                                N≤Ф                                                           

где N— расчетные, т.е. наибольшие возможные усилия(или другие факторы), могущие возникнуть в сечении элемен­та (для сжатых и растянутых элементов — это продольная сила, для изгибаемых — изгибающий момент и т.д.)

; Ф — наименьшая возможная несущая способностьсечения эле­мента, подвергающегося сжатию, растяжению или изгибу. Она зависит от прочностных свойств материала кон­струкции, геометрии (формы и размеров) сечения, зависящая от материала и геометрических факторов сечения) в следующем виде:

                                          Ф = R;A

где R —расчетное сопротивление материала(которое яв­ляется одной из основных прочностных характеристик материала);

 А — гео­метрический фактор(площадь поперечного сечения — при растяжении и сжатии, момент сопротивления — при изгибе.).