24. Учет влияния продольного изгиба и нарастания эксцентриситета во времени.

При расчете внецентренно сжатых элементов следует учитывать влияние прогиба на их несущую способность, как правило, путем расчета конструкций по деформированной схеме

Р асстояние между направлением сжимающей силы и продольной осью элемента называется эксцентриси­тетом. В общем случае в любом месте элемента статически определимых конструкций значение эксцентриситета определяют по

выражению: Eo = M/N, где М- момент, N- продольная сила

Для элементов статически неопределимых конструкций принимают:

Гибкий внецентренно сжатый элемент под влиянием момента прогибается, вследствие чего начальный эксцентриситет ео продольной силы N увеличивается (смотри рисунок). При этом возрастает изгибающий момент и разрушение происходит при меньшей продольной силе N в сравнении с коротким ( негибким) элементом.

Нормами рекомендуется расчет таких элементов выполнять по деформированной схеме. И допускается гибкие внецентренно сжатые элементы рассчитывать по формулам eоη = ео*η , η >1, еоη> ео*η= 1/(1-(N-Ncr)) Где η (эта) поправочный коэффициент, N- продольная сила от внешн. нагрузки, Ncr - величина критической силы (по формуле 58 СНиП). При гибкости λ=lo/i ( i- радиус инерции, lo - расчётная длина, λh показатель гибкости для прямоугольных сечений) или λh = lo/h>4 ( в остальных случаях влияние не учитывается, т.к не значительно).

Если N>Ncr, то следует увеличить размеры сечения.

Коэффициент η применяют для расчета средней трети длины внецент­ренно сжатого элемента. В опорных сечениях коэффици­ент η принимают равным единице, в пределах крайних третей длины элемента - вычисляют по линейной интер­поляции между указанными значениями. Это относится к элементам, имеющим несмещаемые опоры, а также смещаемые вследствие вынужденных деформаций (температурных или им подобных воздействий).

При расчете сечений центрально-растянутых железобетонных элементов должно соблюдаться условие

N≥Rs*As,tot (ф 60СНиП)

где Аs,tot — площадь сечения всей продольной арматуры, Rs - расчётное сопротивление арматуры на растяжение.

25. Принцип расчета прочности бетона по предельным расстояниям

С 1955 г. расчет железобетонных конструкций производится по методу предельных состояний.

Под предельным понимают такое состояние конструкции, после достижения которого дальнейшая эксплуатация становится невозможной вследствие потери способности сопротивляться внешним нагрузкам или получения недопустимых перемещений или местных повреждений.

В соответствии с этим установлены две группы предельных состояний: первая - по несущей способности; вторая - по пригодности к нормальной эксплуатации.

Расчет по первой, группе предельных состояний выполняется с целью предотвращения разрушения конструкций (расчет по прочности), потерн устойчивости формы конструкции (расчет на продольный изгиб) или ее положения (расчет на опрокидывание или скольжение), усталостного разрушения (расчет на выносливость).

Расчет по второй группе предельных состояний имеет цель не допустить развитие чрезмерных деформаций (прогибов), исключить возможность образования трещин в бетоне или ограничить ширину их раскрытия, а также обеспечить в необходимых случаях закрытие трещин после снятия части нагрузки.

Расчет по первой группе предельных состояний является основным и используется при подборе сечений. Расчет по второй группе производится для тех конструкций, которые, будучи прочными, теряют свои эксплуатационные качества вследствие чрезмерных прогибов (балки больших пролетов при относительно малой нагрузке), образования трещин (резервуары, напорные трубопроводы) или чрезмерного раскрытия трещин, приводящего к преждевременной коррозии арматуры.

Нагрузки, действующие па конструкцию, 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:

коэффициенты надежности по нагрузке gf, учитывающие изменчивость нагрузок или воздействий;

коэффициенты надежности по бетону gb и арматуре gs, учитывающие изменчивость их прочностных свойств;

коэффициенты надежности по назначению конструкции gn, учитывающие степень ответственности и капитальности зданий и сооружений;

коэффициенты условий работы gbi и gsi, 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.

Таким образом, основная идея метода расчета по предельным состояниям заключается в обеспечении условия, чтобы даже в тех редких случаях, когда на конструкцию действуют максимально возможные нагрузки, прочность бетона и арматуры минимальна, а условия эксплуатации наиболее неблагоприятны, конструкция не разрушилась и не получила бы недопустимых прогибов или трещин. При этом во многих случаях удается получать более экономичные решения, нежели при расчете ранее применявшимися методами.

γn * F≤Fu

F- внутренний силовой фактор от внешних нагрузок

γn – коэф надежности по ответственности, зависит от уровня ответственности здания и сооружения.

Все здания и сооружения делятся на три уровня ответственности в заисимости от социальной и хоз значимости объекта (от соц и хоз ущерба при аварии)

1 уровень - здания и сооружения, имеющие особо важное хоз и соц значения (ТЭЦ, АЭС, трубы более 200 м высотой, спортивные сооружения, театры, больницы)

1,2 ≤ γn ≥ 0,95

2 уровень – здания и сооруж массового строит-ва (жилые здания до 16 этажей)

γn = 0,95

3 уровень - (пониженный) здания и сооруж временные, склады без процессов сортировки и переработки

0,8 ≤ γn ≤ 0,95

Fu – расчетная несущая способность сечения зависит от параметров сечения и материалов