Основы расчета МК. Предельные состояния, современная классификация.
Цель расчета – строгое обоснование габаритов и сечений элементов, процесс поиска оптимального решения, обеспечивающих заданные условия эксплуатации в течение всего срока с необходимой надежностью и долговечностью при минимальных затратах материалов и трудоемкости. Расчет обычно состоит из следующих этапов:
- выбор расчетной схемы;
- сбор нагрузок;
- определение усилий в элементах;
- подбор сечений и проверка допустимости напряженно-деформированного состояния.
Главная особенность расчетов заключается в необходимости учета изменчивости внешних воздействий, разброса прочностных характеристик металла и особенностей работы металла в конкретных условиях.
До 1955 года МК рассчитывались по методике допускаемых напряжений, в которой учитывался единый коэффициент запаса, учитывающий изменчивость различных параметров. В 1955 году в СССР были выпущены новые строительные нормы и правила, основанные на методике предельных состояний, где вместо одного используются три основных коэффициента.
Предельное состояние – это состояние, при котором конструкция перестает удовлетворять предъявляемым ей требованиям.
2 группы предельных состояний:
1 группа – потеря несущей способности - потеря прочности, устойчивости (сжатие, изгиб), возникновение пластического шарнира. Это все, как правило, ведёт к разрушению любого вида (вязкое, хрупкое, усталостное).
|
|
|
2 группа – затруднение нормальной эксплуатации, невыполнение эстетических требований, снижение долговечности (прогибы, осадки опор, колебания, трещины). Как правило, не ведёт к разрушению.
Расчет конструкций должен гарантировать ненаступление предельного состояния. Предельные состояния 1 группы не должны быть нарушены ни разу за весь срок эксплуатации. Расчет по 2 группе следует выполнять на нагрузки, возникающие в процессе нормальной эксплуатации.
Общая характеристика предельных состояний 1 и 2 групп. Расчетные сопротивления и система коэффициентов метода предельных состояний.
При расчете по предельным состояниям конструкцию рассматривают не в рабочем, а в предельном состоянии. Все факторы, определяющие работу конструкции, учитывают раздельно. Поэтому вводят систему дифференцированных коэффициентов надежности: по нагрузке, по материалу, по степени ответственности. Отдельно учитывают вероятность совместного действия нескольких нагрузок и особенности работы конструкций.
Коэффициент надежности по нагрузке gf учитывает возможное отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону от их нормативных значений. Этот коэффициент находится в пределах от 1,05 до 1,45.
|
|
|
Коэффициент надежности по назначению gn учитывает степень ответственности сооружения и обеспечивает заданный уровень надежности. Здания и сооружения по степени ответственности, которая определяется размером материального и социального ущерба при отказе, делят на 3 группы.
Коэффициент условий работы gc учитывает самые различные факторы: упрощение расчетной схемы, влияние коррозии, местные несовершенства. Если gc<1 – неблагоприятные условия эксплуатации, gc>1 – благоприятные условия.
Коэффициент надежности по материалу gm учитывает вероятность попадания в конструкцию металла с пониженными механическими характеристиками.
Предельное неравенство расчета по 1 группе предельных состояний имеет вид:
N – усилие в элементе от нагрузки, F – значение нагрузки, 
- коэф-т надежности для нагрузки, y - коэф-т сочетания, Ryn – нормативное сопротивление стали, A – условная характеристика сечения.
Предельное неравенство для 2 группы предельных состояний:
f – перемещение конструкции при единичной нагрузке, F – значение нормативной нагрузки, [f] – предельное перемещение, установленное нормами.
Основной расчетной характеристикой стали является расчетное сопротивление, определяемое делением нормативного сопротивления на коэффициент надежности по материалу. Расчетные сопротивления указаны в ГОСТ 27772-88.
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 2102; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!