محاسبه ساختارها برای گروه اول حالت های حدی. محاسبه سازه های ساختمانی بر اساس روش "حالت های حدی" ماهیت محاسبه حالت های حدی

1. ماهیت روش

روش محاسبه سازه ها توسط حالت های حدی، توسعه بیشتر روش محاسبه توسط نیروهای مخرب است. هنگام محاسبه با این روش، حالت های حدی سازه ها به وضوح تعیین می شود و سیستمی از ضرایب طراحی معرفی می شود که سازه را در برابر شروع این حالت ها تحت نامطلوب ترین ترکیبات بارها و در کمترین مقادیر ویژگی های مقاومت تضمین می کند. از مواد

مراحل تخریب، اما ایمنی سازه تحت بار نه با یک عامل ایمنی سنتز، بلکه توسط یک سیستم ضرایب طراحی ارزیابی می شود. سازه هایی که با استفاده از روش حالت حدی طراحی و محاسبه شده اند تا حدودی مقرون به صرفه تر هستند.

2. دو گروه از حالت های حد

حالت‌های حدی حالت‌هایی هستند که سازه‌ها در حین بهره‌برداری از الزامات تحمیل‌شده بر آن‌ها دست می‌کشند، یعنی توانایی خود را برای مقاومت در برابر بارها و تأثیرات خارجی یا دریافت حرکات غیرقابل قبول یا آسیب‌های موضعی از دست می‌دهند.

سازه های بتن مسلح باید الزامات محاسبه را برای دو گروه از حالت های حدی برآورده کنند: برای ظرفیت باربری - گروه اول حالت های حد. با توجه به مناسب بودن برای عملکرد عادی - گروه دوم حالت های حد.

از دست دادن پایداری شکل سازه (محاسبه برای پایداری سازه های جدار نازک و غیره) یا موقعیت آن (محاسبه برای واژگونی و لغزش دیوارهای حائل، پایه های بلند بارگذاری شده خارج از مرکز؛ محاسبه برای صعود مخازن مدفون یا زیرزمینی و غیره). .)؛

شکست خستگی (تحلیل خستگی سازه ها تحت تأثیر بار متحرک یا ضربانی تکراری: تیرهای جرثقیل، تراورس ها، پایه های قاب و سقف برای ماشین های نامتعادل و غیره)؛

تخریب از اثر ترکیبی عوامل نیرو و تأثیرات نامطلوب محیطی (قرار گرفتن در معرض دوره ای یا ثابت در یک محیط تهاجمی، عمل انجماد و ذوب متناوب و غیره).

محاسبه حالت های حدی گروه دوم برای جلوگیری از موارد زیر انجام می شود:

ایجاد شکاف های بیش از حد یا طولانی مدت (در صورتی که تشکیل یا باز شدن طولانی تر ترک ها در شرایط عملیاتی مجاز باشد).

حرکات بیش از حد (انحراف، زوایای چرخش، زوایای انحرافی و دامنه ارتعاش).

محاسبه حالت های حدی سازه به عنوان یک کل، و همچنین عناصر یا قطعات جداگانه آن، برای تمام مراحل انجام می شود: ساخت، حمل و نقل، نصب و بهره برداری. در عین حال، طرح های طراحی باید با راه حل های طراحی اتخاذ شده و هر یک از مراحل ذکر شده مطابقت داشته باشند.

3. عوامل تخمینی

عوامل طراحی - بارها و مشخصات مکانیکی بتن و آرماتور (مقاومت کششی، مقاومت تسلیم) - دارای تنوع آماری (پراکندگی مقادیر) هستند. بارها و اعمال ممکن است با احتمال داده شده بیش از مقادیر متوسط متفاوت باشد، و ویژگی های مکانیکی مواد ممکن است با احتمال داده شده افت مقادیر متوسط متفاوت باشد. محاسبات حالت حدی متغیرهای آماری بارها و خصوصیات مکانیکی مصالح، عوامل غیرآماری و شرایط مختلف فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی نامطلوب یا مطلوب را برای عملکرد بتن و آرماتور، ساخت و بهره برداری از عناصر ساختمان ها و سازه ها در نظر می گیرد. . بارها، مشخصات مکانیکی مواد و ضرایب طراحی نرمال می شوند.

مقادیر بارها، مقاومت بتن و آرماتور طبق فصل های SNiP "بارها و اثرات" و "سازه های بتنی و بتن مسلح" تنظیم می شود.

4. طبقه بندی بارها. بارهای تنظیمی و طراحی

بسته به مدت زمان عمل، بار به دو دسته دائمی و موقت تقسیم می شود. بارهای موقت به نوبه خود به بلند مدت، کوتاه مدت، ویژه تقسیم می شوند.

بارهای ناشی از وزن سازه های باربر و محصور ساختمان ها و سازه ها، جرم و فشار خاک ها و تاثیر پیش تنیدگی سازه های بتن مسلح ثابت است.

بارهای طولانی مدت از وزن تجهیزات ثابت روی طبقات - ماشین ابزار، دستگاه ها، موتورها، مخازن و غیره است. فشار گازها، مایعات، جامدات حجیم در ظروف؛ بار در انبارها، یخچال ها، بایگانی ها، کتابخانه ها و ساختمان ها و سازه های مشابه؛ بخشی از بار موقت تعیین شده توسط هنجارها در ساختمان های مسکونی، خدمات و اماکن رفاهی؛ اثرات فن آوری دما طولانی مدت از تجهیزات ثابت؛ بارهای یک جرثقیل سقفی یا یک جرثقیل سقفی، ضرب در ضرایب: 0.5 برای جرثقیل های متوسط و 0.7 برای جرثقیل های سنگین. بارهای برف برای مناطق آب و هوایی III-IV با ضرایب 0.3-0.6. مقادیر مشخص شده جرثقیل، برخی از بارهای موقت و برف بخشی از ارزش کل آنها است و با در نظر گرفتن مدت زمان اثر این نوع بارها بر روی جابجایی ها، تغییر شکل ها و ترک خوردگی در محاسبه وارد می شود. مقادیر کامل این بارها کوتاه مدت هستند.

کوتاه مدت بارهای ناشی از وزن افراد، قطعات، مواد در مناطق نگهداری و تعمیر تجهیزات - راهروها و سایر مناطق عاری از تجهیزات است. بخشی از بار در طبقات ساختمان های مسکونی و عمومی؛ بارهای ناشی از ساخت، حمل و نقل و نصب عناصر ساختاری؛ بارهای جرثقیل سقفی و سقفی که در ساخت و ساز یا بهره برداری از ساختمان ها و سازه ها استفاده می شود. بارهای برف و باد؛ اثرات آب و هوایی دما

بارهای ویژه عبارتند از: اثرات لرزه ای و انفجاری. بارهای ناشی از نقص یا خرابی تجهیزات و نقض شدید فرآیند فناوری (به عنوان مثال، با افزایش یا کاهش شدید دما و غیره). تأثیر تغییر شکل های ناهموار پایه، همراه با تغییر اساسی در ساختار خاک (به عنوان مثال، تغییر شکل خاک های نشسته در هنگام خیساندن یا خاک های دائمی منجمد در هنگام ذوب) و غیره.

بارهای هنجاری توسط هنجارها با توجه به احتمال از پیش تعیین شده تجاوز از مقادیر متوسط یا با توجه به مقادیر اسمی تنظیم می شوند. بارهای ثابت تنظیمی با توجه به مقادیر طراحی پارامترهای هندسی و سازه ای و با توجه به مقادیر متوسط چگالی گرفته می شود. بارهای فنی و نصب موقت نظارتی در بالاترین مقادیر ارائه شده برای عملیات عادی تنظیم می شود. برف و باد - با توجه به میانگین مقادیر نامطلوب سالانه یا با توجه به مقادیر نامطلوب مربوط به دوره متوسط معینی از تکرار آنها.

بارهای طراحی برای طراحی سازه ها برای استحکام و پایداری با ضرب بار استاندارد در ضریب ایمنی بار Vf، معمولاً بزرگتر از یک، برای مثال g=gnyf تعیین می شود. ضریب اطمینان از وزن سازه های بتن و بتن مسلح Yf = M; از وزن سازه های ساخته شده از بتن بر روی سنگدانه های سبک (با تراکم متوسط 1800 کیلوگرم بر متر مکعب یا کمتر) و انواع کفپوش ها، پرکننده ها، بخاری های انجام شده در کارخانه، Yf = l.2، در هنگام نصب yf = \.3 ; از بارهای زنده مختلف بسته به مقدار آنها yf = it 2. 1.4. ضریب اضافه بار از وزن سازه ها هنگام محاسبه پایداری موقعیت در برابر صعود، واژگونی و لغزش و همچنین در سایر مواردی که کاهش جرم شرایط عملکرد سازه را بدتر می کند، 7f = 0.9 گرفته می شود. هنگام محاسبه سازه ها در مرحله ساخت و ساز، بارهای کوتاه مدت محاسبه شده در ضریب 0.8 ضرب می شود. بارهای طراحی برای محاسبه سازه ها برای تغییر شکل ها و جابجایی ها (برای گروه دوم حالت های حدی) برابر با مقادیر استاندارد با ضریب Yf -1- گرفته می شود.

ترکیبی از بارها سازه ها باید برای ترکیب های مختلف بارها یا نیروهای مربوطه طراحی شوند، اگر محاسبه بر اساس یک طرح غیر کشسان انجام شود. بسته به ترکیب بارهای در نظر گرفته شده، عبارتند از: ترکیبات اصلی، متشکل از بارهای دائمی، بلند مدت و کوتاه مدت یا نیروهای وارده از nx. ترکیبات ویژه متشکل از دائمی، بلندمدت، کوتاه مدت ممکن و یکی از بارها یا تلاش های ویژه از آنها.

^ve گروه از ترکیبات اساسی بارها در نظر گرفته شده است. هنگام محاسبه سازه ها برای ترکیبات اصلی گروه اول، بارهای ثابت، بلند مدت و یک بار کوتاه مدت در نظر گرفته می شود. در محاسبه سازه ها برای ترکیبات اصلی گروه دوم، بارهای ثابت، بلند مدت و دو (یا بیشتر) کوتاه مدت در نظر گرفته می شود. در حالی که ارزش های کوتاه مدت

بارها یا نیروهای مربوطه باید در ضریب ترکیبی برابر با 0.9 ضرب شوند.

هنگام محاسبه سازه ها برای ترکیب های خاص، مقادیر بارهای کوتاه مدت یا نیروهای مربوطه باید در ضریب ترکیبی برابر با 0.8 ضرب شود، مگر در مواردی که در استانداردهای طراحی ساختمان ها و سازه ها در مناطق لرزه خیز مشخص شده است.

هنجارها همچنین به کاهش بارهای زنده هنگام محاسبه تیرها و میلگردها بسته به مساحت کف بارگذاری شده اجازه می دهند.

5. میزان مسئولیت ساختمان ها و سازه ها

میزان مسئولیت ساختمان ها و سازه ها در زمانی که سازه ها به حالت های حدی می رسند بر اساس میزان آسیب های مادی و اجتماعی تعیین می شود. هنگام طراحی سازه ها، باید ضریب قابلیت اطمینان را برای هدف شرکت واحد در نظر گرفت، که ارزش آن به طبقه مسئولیت ساختمان ها یا سازه ها بستگی دارد. مقادیر محدودی ظرفیت باربری، مقادیر محاسبه‌شده مقاومت‌ها، مقادیر محدودی تغییر شکل‌ها، بازشوهای ترک یا مقادیر محاسبه‌شده بارها، نیروها یا سایر تأثیرات باید در این ضریب ضرب شوند. هدف.

مطالعات تجربی انجام شده در کارخانه های محصولات بتن مسلح پیش ساخته نشان داد که برای بتن سنگین و بتن بر روی سنگدانه های متخلخل، ضریب تغییرات U

0.135 که در هنجارها پذیرفته شده است.

در آمار ریاضی، با استفاده از pa یا هیچکدام، احتمال تکرار مقادیر مقاومت موقت کمتر از V تخمین زده می شود. اگر x = 1.64 را بپذیریم، تکرار مقادیر محتمل است.<В не более чем у 5 % (и значения В не менее чем у 95 %) испытанных образцов. При этом достигается нормированная обеспеченность не менее 0,95.

هنگام کنترل کلاس بتن از نظر مقاومت کششی محوری، مقاومت هنجاری بتن در برابر کشش محوری Rbtn برابر با مقاومت (کلاس) تضمین شده آن در نظر گرفته می شود. کشش محوری

مقاومت طراحی بتن برای محاسبه برای گروه اول حالت های حدی با تقسیم مقاومت های استاندارد بر ضرایب ایمنی مربوط به بتن در فشار فشاری ybc = 1.3 prn ^ = 1.5 و در کنترل مقاومت کششی yy = 1.3 تعیین می شود. . مقاومت طراحی بتن در برابر فشار محوری

مقاومت فشاری محاسبه شده بتن سنگین کلاس های B50، B55، B60 با ضرایبی ضرب می شود که ویژگی های مکانیکی بتن با مقاومت بالا (کاهش تغییر شکل های خزش) را به ترتیب برابر با 0.95 در نظر می گیرد. 0.925 و 0.9.

مقادیر مقاومت طراحی بتن با گرد شدن در App آورده شده است. من.

هنگام محاسبه عناصر سازه ای، مقاومت های طراحی بتن Rb و Rbt کاهش می یابد و در برخی موارد با ضرب ضرایب مربوط به شرایط کار بتن uy، با در نظر گرفتن خواص بتن: مدت زمان بارگذاری و افزایش می یابد. تکرار مکرر آن؛ شرایط، ماهیت و مرحله عملیات سازه؛ روش ساخت، ابعاد مقطع و غیره

مقاومت فشاری طراحی آرماتور Rsc که در محاسبه سازه‌ها برای حالت‌های حدی گروه اول استفاده می‌شود، زمانی که آرماتور به بتن چسبانده می‌شود، برابر با مقاومت کششی طراحی آرماتور Rs است، اما نه بیشتر از 400 مگاپاسکال ( بر اساس تراکم پذیری نهایی وان بتنی). هنگام محاسبه سازه هایی که مقاومت طراحی بتن برای بار طولانی مدت با در نظر گرفتن ضریب شرایط کاری y&2 در نظر گرفته می شود.

هنگام محاسبه عناصر سازه ای، با در نظر گرفتن امکان استفاده ناقص از ویژگی های مقاومت آن به دلیل توزیع ناهموار تنش ها در مقطع، مقاومت های طراحی آرماتور با ضرب در ضرایب مربوط به شرایط کاری ySi کاهش می یابد یا در برخی موارد افزایش می یابد. مقاومت کم بتن، شرایط مهار، وجود خم، ماهیت نمودار کششی فولاد، تغییر خواص آن بسته به شرایط عملیاتی سازه و غیره.

هنگام محاسبه عناصر برای عمل یک نیروی عرضی، مقاومت های طراحی آرماتور عرضی با معرفی ضریب شرایط کاری -um ^ OD کاهش می یابد، که توزیع ناهموار تنش ها در آرماتور در طول طول آرماتور را در نظر می گیرد. بخش مایل علاوه بر این، برای آرماتورهای عرضی جوشی ساخته شده از سیم کلاس های Вр-I و تقویت میله ای کلاس A-III، ضریب Vs2=0.9 با در نظر گرفتن احتمال شکستگی شکننده اتصال جوشی گیره ها معرفی شده است. مقادیر مقاومت طراحی آرماتور عرضی هنگام محاسبه نیروی برشی Rsw با در نظر گرفتن ضرایب yst در جدول آورده شده است. برنامه 1 و 2 v

علاوه بر این، مقاومت های طراحی Rs، Rsc و Rsw باید در ضرایب شرایط عملیاتی ضرب شوند: Ys3، 7 * 4 - با اعمال مکرر بار (به فصل هشتم مراجعه کنید). ysb^lx/lp یا uz

1х/1ap - در منطقه انتقال تنش و در منطقه لنگر انداختن آرماتورهای بدون تنش بدون لنگر. 7 ^ 6 - هنگام کار با آرماتورهای با مقاومت بالا در تنش های بالاتر از مقاومت تسلیم شرطی (7o.2.

مقاومت طراحی آرماتور برای محاسبه برای گروه دوم حالت های حدی در یک ضریب قابلیت اطمینان برای آرماتور 7s = 1 تنظیم می شود، یعنی. برابر با مقادیر استاندارد Rs، ser = Rsn در نظر گرفته شده و با ضریب شرایط عملیاتی آرماتور در نظر گرفته می شود.

مقاومت در برابر ترک یک سازه بتن آرمه مقاومت آن در برابر ترک در مرحله اول حالت تنش-کرنش یا مقاومت در برابر باز شدن ترک در مرحله دوم حالت تنش-کرنش است.

بسته به نوع آرماتور مورد استفاده، الزامات مختلفی بر مقاومت در برابر ترک یک سازه بتن مسلح یا قطعات آن در محاسبات اعمال می شود. این الزامات برای ترک های معمولی و ترک های متمایل به محور طولی عنصر اعمال می شود و به سه دسته تقسیم می شوند:

باز شدن ترک ها در اثر بارهای ثابت، بلند مدت و کوتاه مدت کوتاه در نظر گرفته می شود. باز شدن مداوم ترک تنها تحت تأثیر بارهای ثابت و طولانی مدت در نظر گرفته می شود. عرض محدود کننده باز شدن ترک (accr\ - کوتاه و accr2 طولانی) که در آن عملکرد عادی ساختمان ها، مقاومت در برابر خوردگی آرماتورها و دوام سازه تضمین می شود، بسته به دسته الزامات مقاومت در برابر ترک، نباید از 0.05- تجاوز کند. 0.4 میلی متر (جدول II 0.2).

عناصر پیش تنیده تحت فشار مایع یا گاز (مخازن، لوله های تحت فشار و غیره)، در یک بخش کاملاً کششی با تقویت کننده میله ای یا سیمی، و همچنین در بخش نیمه فشرده شده با تقویت کننده سیم با قطر 3 میلی متر یا کمتر، باید مطابقت داشته باشند. الزامات دسته اول سایر عناصر پیش تنیده بسته به شرایط طراحی و نوع آرماتور باید شرایط دسته دوم یا سوم را برآورده کنند.

روش در نظر گرفتن بارها در محاسبه مقاومت ترک بستگی به دسته الزامات مقاومت در برابر ترک دارد: با الزامات دسته اول، محاسبه بر اساس بارهای طراحی با ضریب ایمنی برای بار yf> انجام می شود. l (همانطور که در محاسبه قدرت) تحت الزامات دسته دوم و سوم، محاسبه برای عمل بارهای با ضریب V / \u003d b محاسبه برای تشکیل ترک ها برای تعیین نیاز به بررسی باز شدن کوتاه مدت ترک ها برای الزامات دسته دوم، محاسبه برای عمل بارهای طراحی با ضریب yf>U انجام می شود، محاسبه برای تشکیل ترک ها برای تعیین نیاز بررسی های باز شدن ترک تحت الزامات دسته سوم تحت عمل انجام می شود. بارهای با ضریب Y / -1. در محاسبه مقاومت ترک، عمل مشترک همه بارها به جز بارهای خاص در نظر گرفته می شود. بارهای ویژه در محاسبه تشکیل ترک در مواردی که ترک منجر به یک وضعیت فاجعه آمیز می شود در نظر گرفته می شود. محاسبه برای بستن ترک ها تحت الزامات دسته دوم برای عمل بارهای ثابت و طولانی مدت با ضریب y / -1 انجام می شود. روش محاسبه بارها در جدول آورده شده است. P.Z. در قسمت های انتهایی عناصر پیش تنیده در طول منطقه انتقال تنش از آرماتور به بتن 1P، ترک تحت اثر ترکیبی همه بارها (به جز موارد خاص) که با ضریب Y / = L وارد محاسبه شده است مجاز نیست. نیاز به دلیل این واقعیت است که ترک های زودرس در بتن در مقاطع انتهایی عناصر - می تواند منجر به بیرون کشیدن آرماتور از بتن تحت بار و شکست ناگهانی شود.

افزایش انحراف اثر این ترک ها در محاسبات سازه ای در نظر گرفته می شود. برای عناصری که تحت شرایط S& عمل بارهای مکرر عمل می کنند و برای استقامت محاسبه می شوند، ایجاد چنین ترک هایی مجاز نیست.

حالت های محدود گروه اول. محاسبات مقاومت از مرحله III حالت تنش-کرنش انجام می شود. اگر نیروهای ناشی از بارهای طراحی با در نظر گرفتن ضریب شرایط کاری، از نیروهای درک شده توسط بخش در مقاومت های طراحی مصالح تجاوز نکند، بخش سازه از استحکام لازم برخوردار است. نیروی حاصل از بارهای طراحی T (مثلاً لنگر خمشی یا نیروی طولی) تابعی از بارهای استاندارد، عوامل ایمنی و سایر عوامل C (مدل طراحی، ضریب دینامیکی و غیره) است.

حالات حدی گروه دوم. محاسبه تشکیل ترک‌ها، معمولی و متمایل به محور طولی عنصر، برای بررسی مقاومت ترک خوردگی عناصری که الزامات دسته اول به آن‌ها اعمال می‌شود، انجام می‌شود، و همچنین برای تعیین اینکه آیا ترک در عناصری ظاهر می‌شود یا خیر. مقاومت به ترک توسط الزامات دسته دوم و سوم تحمیل می شود. اعتقاد بر این است که اگر نیروی T (لمان خمشی یا نیروی طولی) ناشی از اعمال بارها از نیروی TSgf تجاوز نکند، ترک‌های معمولی نسبت به محور طولی ظاهر نمی‌شوند که می‌تواند توسط بخش عنصر درک شود.

در نظر گرفته می شود که اگر تنش های کششی اصلی در بتن از مقادیر طراحی تجاوز نکند، ترک های مایل به محور طولی عنصر ظاهر نمی شوند.

محاسبه برای باز شدن ترک، معمولی و شیبدار به محور طولی، شامل تعیین عرض باز شدن ترک در سطح تقویت کششی و مقایسه آن با حداکثر عرض باز است. اطلاعات مربوط به حداکثر عرض باز شدن ترک در جدول آورده شده است. II.3.

محاسبه جابجایی شامل تعیین انحراف عنصر از بارها، با در نظر گرفتن مدت زمان عمل آنها و مقایسه آن با انحراف نهایی است.

انحرافات حد توسط الزامات مختلفی تعیین می شود: فناوری، به دلیل عملکرد عادی جرثقیل ها، تاسیسات تکنولوژیکی، ماشین آلات و غیره. سازنده، به دلیل تأثیر عناصر همسایه که تغییر شکل ها را محدود می کنند، نیاز به مقاومت در برابر شیب های مشخص و غیره. زیبایی شناختی

انحرافات محدود عناصر پیش تنیده را می توان با ارتفاع خم افزایش داد، در صورتی که این امر توسط الزامات فنی یا طراحی محدود نشده باشد.

روش در نظر گرفتن بارها هنگام محاسبه انحرافات به شرح زیر است: هنگامی که توسط الزامات فنی یا طراحی محدود می شود - برای اعمال بارهای دائمی، بلند مدت و کوتاه مدت. هنگامی که توسط الزامات زیبایی شناختی محدود می شود - به عمل بارهای ثابت و طولانی مدت. در این حالت ضریب ایمنی بار به صورت Yf در نظر گرفته می شود

انحرافات محدود تعیین شده توسط هنجارها برای عناصر مختلف بتن مسلح در جدول II.4 آورده شده است. انحرافات محدود کننده کنسول ها، مربوط به وسعت کنسول، دو برابر بزرگتر است.

علاوه بر این، یک محاسبه نوسان اضافی باید برای دال های کف بتن مسلح، پروازهای پله ها، فرودها و غیره انجام شود که با عناصر مجاور متصل نیستند: انحراف اضافی از یک بار متمرکز کوتاه مدت 1000 نیوتن با نامطلوب ترین طرح کاربرد آن. نباید از 0.7 میلی متر تجاوز کند.

روش محاسبه حالت حد

فصل 2. مبانی تجربی تئوری مقاومت بتن مسلح و روش های محاسبه سازه های بتن مسلح

روش محاسبه حالت حد

هنگام محاسبه با این روش، سازه در حالت حد طراحی در نظر گرفته می شود. برای حالت حد طراحی، چنین حالتی از سازه گرفته می شود که در آن نیازهای عملیاتی تحمیل شده بر آن را برآورده نمی کند، یعنی یا توانایی مقاومت در برابر تأثیرات خارجی را از دست می دهد، یا تغییر شکل غیرقابل قبول یا آسیب محلی دریافت می کند.

برای سازه های فولادی، دو حالت حد طراحی ایجاد شده است:

اولین حالت حد طراحی، تعیین شده توسط ظرفیت باربری (قدرت، پایداری یا استقامت). این حالت حدی باید توسط تمام سازه های فولادی رعایت شود.
دومین حالت حد طراحی که با ایجاد تغییر شکل های بیش از حد (انحرافات و جابجایی ها) تعیین می شود. این حالت حدی باید توسط سازه هایی ارضا شود که بزرگی تغییر شکل ها می تواند امکان عملکرد آنها را محدود کند.

اولین حالت حد طراحی با نابرابری بیان می شود

که در آن N نیروی طراحی در سازه از مجموع اثرات بارهای طراحی P در نامطلوب ترین ترکیب است.

Ф - ظرفیت باربری سازه که تابعی از ابعاد هندسی سازه، مقاومت طراحی ماده R و ضریب شرایط کاری m است.

حداکثر مقادیر بار تعیین شده توسط هنجارها (SNiP) مجاز در طول عملیات عادی سازه ها، بارهای استاندارد Pn نامیده می شوند (به پیوست I، بارها و عوامل بار مراجعه کنید).

بارهای طراحی P که سازه برای آنها محاسبه می شود (با توجه به حالت حدی) تا حدودی بالاتر از موارد هنجاری گرفته می شود. بار طراحی به عنوان حاصل ضرب بار استاندارد توسط ضریب اضافه بار n (بیشتر از یک)، با در نظر گرفتن خطر بیش از حد بار در مقایسه با مقدار استاندارد آن به دلیل تغییر بار احتمالی تعریف می شود:

مقادیر ضرایب p در جدول بارهای تنظیمی و طراحی، عوامل اضافه بار آورده شده است.

بنابراین، سازه ها تحت تأثیر بارهای نه عملیاتی (هنجاری)، بلکه طراحی در نظر گرفته می شوند. از تاثیر بارهای طراحی در سازه، نیروهای طراحی (نیروی محوری N یا گشتاور M) تعیین می شود که طبق قوانین کلی مقاومت مصالح و مکانیک سازه یافت می شود.

سمت راست معادله اصلی (1.I)- ظرفیت باربری سازه Ф - بستگی به مقاومت نهایی ماده در برابر اثرات نیرو دارد که با خواص مکانیکی ماده مشخص می شود و مقاومت هنجاری Rn نامیده می شود و همچنین به ویژگی های هندسی بخش (مساحت مقطع) F، مدول W و غیره).

برای فولاد سازه ای، مقاومت هنجاری برابر با مقاومت تسلیم فرض می شود.

(برای رایج ترین درجه فولاد ساختمانی St. 3 σ t \u003d 2400 kg / cm 2).

مقاومت طراحی فولاد R به عنوان تنش برابر با مقاومت استاندارد ضرب در ضریب یکنواختی k (کمتر از یک) با در نظر گرفتن خطر کاهش مقاومت ماده نسبت به مقدار استاندارد آن به دلیل تغییرپذیری در نظر گرفته می شود. از خواص مکانیکی مواد

برای فولادهای معمولی کم کربن، k = 0.9، و برای فولادهای با کیفیت بالا (کم آلیاژ) k = 0.85.

بنابراین، مقاومت محاسبه شده R- این تنش برابر با کوچکترین مقدار ممکن استحکام تسلیم ماده است که برای طرح به عنوان حد در نظر گرفته می شود.

علاوه بر این، برای ایمنی سازه، باید تمام انحرافات احتمالی از شرایط عادی ناشی از ویژگی های عملکرد سازه (به عنوان مثال، شرایطی که منجر به افزایش خوردگی و غیره می شود) در نظر گرفته شود. برای این کار ضریب شرایط کاری m معرفی می شود که برای اکثر سازه ها و اتصالات برابر با یک فرض می شود (به ضمیمه ضرایب شرایط کاری m مراجعه کنید).

بنابراین، معادله اصلی محاسبه (1.I) به شکل زیر خواهد بود:

هنگام بررسی استحکام سازه تحت تأثیر نیروها یا گشتاورهای محوری

که در آن N و M نیروهای محوری یا گشتاورهای طراحی شده از بارهای طراحی هستند (با در نظر گرفتن عوامل اضافه بار). F nt - سطح مقطع خالص (منهای سوراخ)؛ W nt - مدول بخش خالص (منهای سوراخ)؛

هنگام بررسی ساختار برای پایداری

جایی که F br و W br - سطح و ممان مقاومت مقطع ناخالص (به استثنای سوراخ ها)؛ φ و φ b - ضرایبی که مقاومت طراحی را به مقادیری کاهش می دهد که تعادل پایدار را فراهم می کند.

معمولاً هنگام محاسبه طرح مورد نظر ابتدا مقطع عنصر انتخاب شده و سپس تنش حاصل از نیروهای طراحی بررسی می شود که نباید از مقاومت طراحی ضرب در ضریب شرایط عملیاتی بیشتر شود.

بنابراین، همراه با فرمول های فرم (4.I) و (5.I)، این فرمول ها را به صورت کاری از طریق تنش های محاسبه شده می نویسیم، به عنوان مثال:

که σ تنش طراحی در سازه (از بارهای طراحی) است.

ضرایب φ و φ b در فرمول‌های (8.I) و (9.I) در سمت راست نابرابری به‌عنوان ضرایبی که مقاومت‌های محاسبه‌شده در برابر تنش‌های بحرانی را کاهش می‌دهند، درست‌تر نوشته می‌شوند. و فقط برای راحتی انجام محاسبات و مقایسه نتایج، آنها در مخرج سمت چپ این فرمول ها نوشته می شوند.

* مقادیر مقاومت استاندارد و ضرایب یکنواختی در "هنجارها و قوانین ساختمان" (SNiP) و همچنین در "هنجارها و مشخصات طراحی سازه های فولادی" (NiTU 121-55) آورده شده است.

"طراحی سازه های فولادی"

چندین دسته ولتاژ وجود دارد: پایه، محلی، اضافی و داخلی. تنش های اساسی تنش هایی هستند که در داخل بدن در نتیجه متعادل کردن اثرات بارهای خارجی ایجاد می شوند. آنها حساب می کنند. با توزیع نابرابر جریان برق در سطح مقطع، به عنوان مثال، به دلیل تغییر شدید در سطح مقطع یا وجود یک سوراخ، تمرکز تنش موضعی رخ می دهد. با این حال، در مواد پلاستیکی، که شامل فولاد ساختمانی، ...

هنگام محاسبه تنش های مجاز، سازه در شرایط کاری خود تحت تأثیر بارهای مجاز در طول عملیات عادی سازه، یعنی بارهای استاندارد در نظر گرفته می شود. شرط استحکام سازه این است که تنش های موجود در سازه ناشی از بارهای استاندارد از تنش های مجاز تعیین شده توسط هنجارها تجاوز نکند که نشان دهنده بخش معینی از تنش نهایی ماده پذیرفته شده برای فولاد ساختمانی است.

روش تحلیل حالت حدی - روش تحلیل سازه فولادی - مبانی طراحی - طراحی سازه فولادی

هنگام محاسبه با این روش، سازه در حالت حد طراحی در نظر گرفته می شود. چنین حالتی به عنوان حالت حد طراحی در نظر گرفته می شود ...

دو گروه از حالت های حد

محاسبه حالت های حدی گروه اول برای جلوگیری از موارد زیر انجام می شود:

شكستگي شكننده، شكل پذير يا نوع ديگر (محاسبه استحكام، با در نظر گرفتن در صورت لزوم، انحراف سازه قبل از تخريب).

از دست دادن پایداری شکل سازه (محاسبه برای پایداری سازه های جدار نازک و غیره) یا موقعیت آن (محاسبه برای واژگونی و لغزش دیوارهای حائل، پایه های بلند با بارگذاری غیرمرکز، محاسبه برای صعود مخازن مدفون یا زیرزمینی و غیره. .)؛

شکست خستگی (تجزیه و تحلیل خستگی سازه ها تحت تأثیر بار متحرک یا ضربانی تکراری: تیرهای جرثقیل، تراورس ها، پایه های قاب و سقف برای ماشین های نامتعادل و غیره)؛

محاسبه حالت های حدی گروه دوم برای جلوگیری از موارد زیر انجام می شود:

تشکیل شکاف بیش از حد یا طولانی مدت (در صورتی که تشکیل یا باز شدن طولانی ترک در شرایط عملیاتی مجاز باشد).

حرکات بیش از حد (انحراف، زوایای چرخش، زوایای انحرافی و دامنه ارتعاش).

مقادیر بارها، مقاومت بتن و آرماتور طبق فصل های SNiP "بارها و اثرات" و "سازه های بتنی و بتن مسلح" تنظیم می شود.

طبقه بندی بارها بارهای تنظیمی و طراحی

بارهای طولانی مدت از وزن تجهیزات ثابت روی طبقات - ماشین ابزار، دستگاه ها، موتورها، مخازن و غیره است. فشار گازها، مایعات، جامدات حجیم در ظروف؛ بار در انبارها، یخچال ها، بایگانی ها، کتابخانه ها و ساختمان ها و سازه های مشابه؛ بخشی از بار موقت تعیین شده توسط هنجارها در ساختمان های مسکونی، خدمات و اماکن رفاهی؛ اثرات فن آوری دما طولانی مدت از تجهیزات ثابت؛ بارهای یک جرثقیل سقفی یا یک جرثقیل سقفی، ضرب در ضرایب: 0.5 برای جرثقیل های متوسط و 0.7 برای جرثقیل های سنگین. بارهای برف برای مناطق آب و هوایی III-IV با ضرایب 0.3-0.6. مقادیر مشخص شده جرثقیل، برخی از بارهای موقت و برف بخشی از ارزش کل آنها است و با در نظر گرفتن مدت زمان اثر این نوع بارها بر روی جابجایی ها، تغییر شکل ها، ترک خوردگی در محاسبه وارد می شود. مقادیر کامل این بارها کوتاه مدت هستند.

مقادیر میانگین چگالی هنجاری موقت؛ بارهای فنی و نصب با توجه به بالاترین مقادیر ارائه شده برای عملیات عادی تنظیم می شوند. برف و باد - با توجه به میانگین مقادیر نامطلوب سالانه یا با توجه به مقادیر نامطلوب مربوط به دوره متوسط معینی از تکرار آنها.

بارهای طراحی برای محاسبه سازه ها برای استحکام و پایداری با ضرب بار استاندارد در ضریب ایمنی بار Yf تعیین می شود که برای مثال معمولاً بزرگتر از یک است. جی= گنیت. ضریب اطمینان از وزن سازه های بتن و بتن مسلح Yf = M; بر روی وزن سازه های ساخته شده از بتن بر روی سنگدانه های سبک (با تراکم متوسط 1800 کیلوگرم بر متر مکعب یا کمتر) و انواع کفپوش ها، پرکننده ها، بخاری های انجام شده در کارخانه، Yf = l,2، هنگام نصب Yf = l>3 ; از بارهای زنده مختلف بسته به مقدار آنها Yf = l. 2. 1.4. ضریب اضافه بار از وزن سازه ها هنگام محاسبه پایداری موقعیت در برابر صعود، واژگونی و لغزش و همچنین در سایر مواردی که کاهش جرم شرایط کار سازه را بدتر می کند، yf = 0.9 در نظر گرفته می شود. هنگام محاسبه سازه ها در مرحله ساخت و ساز، بارهای کوتاه مدت محاسبه شده در ضریب 0.8 ضرب می شود. بارهای طراحی برای محاسبه سازه ها برای تغییر شکل ها و جابجایی ها (برای گروه دوم حالت های حدی) برابر با مقادیر استاندارد با ضریب Yf = l- گرفته می شود.

دو گروه از ترکیب بار پایه در نظر گرفته شده است. هنگام محاسبه سازه ها برای ترکیبات اصلی گروه اول، بارهای ثابت، بلند مدت و یک بار کوتاه مدت در نظر گرفته می شود. در محاسبه سازه ها برای ترکیبات اصلی گروه دوم، بارهای ثابت، بلند مدت و دو (یا بیشتر) کوتاه مدت در نظر گرفته می شود. در این حالت، مقادیر بارهای کوتاه مدت یا تلاش های مربوطه باید در ضریب ترکیبی برابر با 0.9 ضرب شود.

کاهش بار. هنگام محاسبه ستون ها، دیوارها، پایه های ساختمان های چند طبقه، بارهای موقت روی طبقات را می توان با در نظر گرفتن درجه احتمال عمل همزمان آنها با ضرب در ضریب کاهش داد.

در جایی که a - برابر 0.3 برای ساختمان های مسکونی، ساختمان های اداری، خوابگاه ها و غیره و برابر 0.5 برای سالن های مختلف: اتاق مطالعه، جلسات، تجارت و غیره است. m تعداد طبقات بارگذاری شده در قسمت مورد نظر است.

هنجارها همچنین به کاهش بارهای زنده هنگام محاسبه تیرها و میلگردها بسته به مساحت کف بارگذاری شده اجازه می دهند.

بتن آرمه

بتن پیش ساخته و بتن مسلح: ویژگی ها و روش های تولید

فن آوری های صنعتی از اواسط قرن گذشته به طور فعال در اتحاد جماهیر شوروی در حال توسعه بوده است و توسعه صنعت ساخت و ساز به تعداد زیادی مواد مختلف نیاز دارد. اختراع بتن پیش ساخته نوعی انقلاب فنی در زندگی کشور بود.

راننده شمع را خودتان انجام دهید

یک راننده شمع یا یک راننده شمع را می توان با استفاده از ماشینی که بال عقب آن برداشته شده است (محرک چرخ عقب در مکانیک)، بر روی جک بلند شده و فقط از یک رینگ به جای چرخ استفاده می کند. یک کابل در اطراف لبه پیچ می شود - این ...

بازسازی ساختمان های صنعتی

1. وظایف و روش های بازسازی ساختمان بازسازی ساختمان ها می تواند با گسترش تولید، نوسازی تکنولوژی همراه باشد. فرآیند، نصب تجهیزات جدید و غیره. در عین حال، حل مشکلات پیچیده مهندسی مربوط به …

غلتک (دستگاه مسطح) قطر از 400 میلی متر.

خشک کن (جریان جریان) مواد غذایی الکتریکی،

نوار نقاله، نوار نقاله، پیچ.

دو گروه از حالت های حد

حالت های محدود کننده حالت هایی در نظر گرفته می شوند که سازه ها از برآوردن الزامات تحمیل شده بر روی آنها در حین کار باز می مانند، یعنی از دست می دهند.

مبانی محاسبه برای حالت های حدی. محاسبه عناصر ساختاری یک مقطع جامد.

مطابق با استانداردهای موجود در روسیه، سازه های چوبی باید با استفاده از روش حالت حد محاسبه شوند.

حالت‌های محدود، حالت‌هایی از سازه‌ها هستند که در آن‌ها نیازهای عملیاتی را برآورده نمی‌کنند. علت خارجی که منجر به حالت حد می شود، اثر نیرو (بارهای خارجی، نیروهای واکنشی) است. حالت های حد می تواند تحت تأثیر شرایط عملیاتی سازه های چوبی و همچنین کیفیت، ابعاد و خواص مواد رخ دهد. دو گروه از حالت های حد وجود دارد:

1- با توجه به ظرفیت باربری (استحکام، پایداری).

2- با تغییر شکل (انحراف، جابجایی).

گروه اولحالت های حد با از دست دادن ظرفیت باربری و نامناسب بودن کامل برای عملیات بیشتر مشخص می شود. مسئول ترین است. در سازه های چوبی، حالت های حدی زیر ممکن است رخ دهد: تخریب، کمانش، واژگونی، خزش غیرقابل قبول. این حالت های حدی در صورت رعایت شرایط زیر رخ نمی دهد:

آن ها وقتی استرس های معمولی ( σ ) و تنش های برشی ( τ ) از مقدار محدودی تجاوز نکنید آر, مقاومت طراحی نامیده می شود.

گروه دومحالت‌های حدی با چنین علائمی مشخص می‌شوند که در آنها عملکرد سازه‌ها یا سازه‌ها اگرچه دشوار است، اما به طور کامل مستثنی نمی‌شود، یعنی. طراحی نامناسب می شود طبیعیعمل. مناسب بودن یک سازه برای استفاده معمولی معمولاً توسط انحرافات تعیین می شود

این بدان معنی است که عناصر یا سازه های خمشی برای استفاده معمولی مناسب هستند زمانی که حداکثر مقدار نسبت انحراف به دهانه کمتر از حداکثر انحراف نسبی مجاز باشد. [ f/ ل] (طبق SNiP II-25-80).

هدف از تجزیه و تحلیل سازه جلوگیری از بروز هر یک از حالت های حدی احتمالی چه در حین حمل و نقل و نصب و چه در حین بهره برداری از سازه ها می باشد. محاسبه برای حالت حد اول با توجه به مقادیر محاسبه شده بارها و برای دوم - با توجه به موارد هنجاری انجام می شود. مقادیر استاندارد بارهای خارجی در SNiP "بارها و اثرات" آورده شده است. مقادیر طراحی با در نظر گرفتن ضریب ایمنی بار به دست می آید γ n. سازه ها به ترکیب نامطلوبی از بارها (وزن مرده، برف، باد) متکی هستند که احتمال آن با ضرایب ترکیبی در نظر گرفته می شود (طبق SNiP "بارها و ضربه ها").

ویژگی اصلی مواد که بر اساس آن توانایی آنها در مقاومت در برابر نیروها ارزیابی می شود، این است مقاومت تنظیمی آر n . مقاومت هنجاری چوب از نتایج آزمایش های متعدد نمونه های کوچک چوب تمیز (بدون نقص) از همان گونه با رطوبت 12٪ محاسبه می شود:

آر n = , جایی که

میانگین حسابی استحکام کششی است،

V- ضریب تغییرات،

تی- شاخص قابلیت اطمینان

مقاومت تنظیمی آر n حداقل مقاومت نهایی احتمالی چوب خالص است که با پردازش استاتیکی نتایج آزمایش‌های نمونه‌های استاندارد با اندازه کوچک برای بار کوتاه‌مدت به دست می‌آید.

مقاومت طراحی آر - این حداکثر تنشی است که ماده موجود در سازه می تواند بدون فروریختن تحمل کند، با در نظر گرفتن تمام عوامل نامطلوب در شرایط عملیاتی که باعث کاهش استحکام آن می شود.

در گذار از مقاومت هنجاری آر nبه محاسبه شده آرلازم است تأثیر بر استحکام چوب بار طولانی مدت، عیوب (گره ها، لایه مایل و غیره)، انتقال از نمونه های استاندارد کوچک به عناصر ابعاد ساختمان در نظر گرفته شود. تأثیر ترکیبی همه این عوامل توسط ضریب ایمنی برای مواد در نظر گرفته می شود ( به). مقاومت محاسبه شده با تقسیم به دست می آید آر nدر مورد ضریب ایمنی برای مواد:

به dl=0.67 - ضریب طول مدت تحت اثر ترکیبی بارهای دائمی و موقت.

به یکی = 0.27 ÷ 0.67 - ضریب یکنواختی، بسته به نوع حالت تنش، با در نظر گرفتن تأثیر عیوب بر استحکام چوب.

حداقل ارزش به یکیدر تنش گرفته می شود، زمانی که تأثیر نقص ها به ویژه زیاد است. مقاومت های طراحی بهدر جدول آورده شده است. 3 SNiP II-25-80 (برای چوب مخروطیان). آرچوب سایر گونه ها با استفاده از فاکتورهای تبدیل به دست می آید که در SNiP نیز آورده شده است.

ایمنی و استحکام چوب و سازه های چوبی به شرایط دما و رطوبت بستگی دارد. رطوبت به پوسیدگی چوب کمک می کند و دمای بالا (فراتر از حد شناخته شده) استحکام آن را کاهش می دهد. محاسبه این عوامل مستلزم ارائه ضرایب برای شرایط کاری است: متر که در ≤1, متر تی ≤1.

علاوه بر این، SNiP فرض می کند که ضریب لایه را برای عناصر چسب در نظر می گیرد: متر sl = 0.95÷1.1;

ضریب پرتو برای پرتوهای بلند، بیش از 50 سانتی متر ارتفاع: متر ب ≤1;

ضریب خمش برای عناصر چسب خم شده: متر آقای≤1 و غیره

مدول الاستیسیته چوب، صرف نظر از گونه، برابر است با:

ویژگی های طراحی تخته سه لا ساختمانی نیز در SNiP آورده شده است؛ علاوه بر این، هنگام بررسی تنش در عناصر تخته سه لا، مانند چوب، ضرایب شرایط کار معرفی می شود. متر. علاوه بر این، برای مقاومت طراحی چوب و تخته سه لا، یک ضریب معرفی شده است متر dlاگر مجموع نیروی طراحی حاصل از بارهای دائمی و موقت از 80 درصد کل نیروی طراحی تجاوز کند 8/0 =. این عامل علاوه بر کاهش در ضریب ایمنی مواد است.

سخنرانی شماره 2 مبانی محاسبه برای حالات حدی

سخنرانی شماره 2 مبانی محاسبه برای حالات حدی. محاسبه عناصر ساختاری یک مقطع جامد. مطابق با استانداردهای موجود در روسیه، سازه های چوبی باید بر اساس محاسبه شود

طراحی حالت محدود

ایالات محدودشرایطی است که در اثر بارهای خارجی و تنش های داخلی دیگر نمی توان از سازه استفاده کرد. در سازه های ساخته شده از چوب و پلاستیک، دو گروه از حالت های حد ممکن است رخ دهد - اول و دوم.

محاسبه حالت های حدی سازه ها به طور کلی و عناصر آن باید برای تمام مراحل انجام شود: حمل و نقل، نصب و بهره برداری - و باید تمام ترکیبات ممکن بارها را در نظر گرفت. هدف از محاسبه جلوگیری از حالت اول و دوم در فرآیندهای حمل و نقل، مونتاژ و بهره برداری از سازه است. این بر اساس در نظر گرفتن بارهای استاندارد و طراحی و مقاومت مواد انجام می شود.

روش حالت حدی اولین قدم برای اطمینان از قابلیت اطمینان سازه های ساختمانی است. قابلیت اطمینان توانایی یک شی برای حفظ کیفیت ذاتی طراحی در حین کار است. ویژگی تئوری قابلیت اطمینان سازه های ساختمانی نیاز به در نظر گرفتن مقادیر تصادفی بارهای روی سیستم ها با شاخص های مقاومت تصادفی است. یکی از ویژگی های روش حالت حدی این است که تمام مقادیر اولیه اعمال شده در محاسبه، به صورت تصادفی، در هنجارها با مقادیر قطعی، مبتنی بر علمی، هنجاری و تأثیر تغییرپذیری آنها بر قابلیت اطمینان سازه ها نشان داده می شوند. با ضرایب مربوطه در نظر گرفته می شود. هر یک از عوامل قابلیت اطمینان، تغییرپذیری تنها یک مقدار اولیه را در نظر می گیرد، یعنی. خصوصی است بنابراین روش حالت های حدی را گاهی روش ضرایب جزئی می نامند. عواملی که تغییرپذیری آنها بر سطح قابلیت اطمینان سازه ها تأثیر می گذارد را می توان به پنج دسته اصلی طبقه بندی کرد: بارها و ضربه ها. ابعاد هندسی عناصر ساختاری؛ درجه مسئولیت سازه ها؛ خواص مکانیکی مواد؛ شرایط کار سازه این عوامل را در نظر بگیرید. انحراف احتمالی بارهای استاندارد به بالا یا پایین توسط ضریب ایمنی بار 2 در نظر گرفته می شود که بسته به نوع بار مقدار متفاوتی بزرگتر یا کمتر از یک دارد. این ضرایب، همراه با مقادیر استاندارد، در فصل SNiP 2.01.07-85 استانداردهای طراحی ارائه شده است. «بارها و تأثیرات». احتمال عمل مشترک چند بار با ضرب بارها در ضریب ترکیبی در نظر گرفته می شود که در همان فصل استانداردها ارائه شده است. انحراف نامطلوب احتمالی ابعاد هندسی عناصر سازه ای با ضریب دقت در نظر گرفته می شود. اما این ضریب به شکل خالص آن پذیرفته نمی شود. این عامل هنگام محاسبه ویژگی های هندسی، با گرفتن پارامترهای طراحی مقاطع با تحمل منهای استفاده می شود. به منظور تعادل معقول هزینه های ساختمان ها و سازه ها برای اهداف مختلف، یک ضریب قابلیت اطمینان برای این هدف معرفی شده است.< 1. Степень капитальности и ответственности зданий и сооружений разбивается на три класса ответственности. Этот коэффициент (равный 0,9; 0,95; 1) вводится в качестве делителя к значению расчетного сопротивления или в качестве множителя к значению расчетных нагрузок и воздействий.

پارامتر اصلی مقاومت یک ماده در برابر ضربه نیرو، مقاومت هنجاری است که توسط اسناد نظارتی بر اساس نتایج مطالعات آماری تغییرپذیری خواص مکانیکی مواد با آزمایش نمونه‌های مواد طبق روش‌های استاندارد ایجاد شده است. انحراف احتمالی از مقادیر هنجاری توسط ضریب ایمنی برای ماده vm> 1 در نظر گرفته می شود. این نشان دهنده تنوع آماری خواص مواد و تفاوت آنها با خواص نمونه های استاندارد آزمایش شده است. مشخصه به دست آمده از تقسیم مقاومت استاندارد بر ضریب m مقاومت طراحی R نامیده می شود. این مشخصه اصلی مقاومت چوب توسط استانداردهای طراحی SNiP P-25-80 استاندارد شده است. سازه های چوبی».

تأثیر نامطلوب محیط و محیط عملیاتی مانند: بارهای باد و تاسیسات، ارتفاع مقطع، شرایط دما و رطوبت، با معرفی ضرایب شرایط کاری m در نظر گرفته می شود که در صورت این عامل، ضریب m می تواند کمتر از یک باشد. یا ترکیبی از عوامل باعث کاهش ظرفیت باربری سازه و واحدهای بیشتر می شود در غیر این صورت. برای چوب، این ضرایب در SNiP 11-25-80 "استانداردهای طراحی" ارائه شده است.

مقادیر حدی تنظیمی انحرافات الزامات زیر را برآورده می کند: الف) فن آوری (اطمینان از شرایط برای عملکرد عادی ماشین آلات و تجهیزات جابجایی، ابزار دقیق و غیره). ب) سازنده (اطمینان از یکپارچگی عناصر ساختاری مجاور یکدیگر، اتصالات آنها، وجود شکاف بین سازه های نگهدارنده و سازه های پارتیشن، فاچورک و غیره، اطمینان از شیب های مشخص شده). ج) زیبایی شناختی و روانی (ارائه برداشت های مطلوب از ظاهر سازه ها، جلوگیری از احساس خطر).

بزرگی انحرافات نهایی به دهانه و نوع بارهای اعمال شده بستگی دارد. برای سازه های چوبی که ساختمان ها را از اثر بارهای دائمی و موقت طولانی مدت پوشش می دهند، حداکثر انحراف از (1/150) - i تا (1/300) (2) متغیر است. استحکام چوب نیز تحت تأثیر برخی از مواد شیمیایی ناشی از تخریب زیستی که تحت فشار در اتوکلاوها به عمق قابل توجهی وارد می شود کاهش می یابد. در این حالت ضریب شرایط عملیاتی tia = 0.9 است. تأثیر تمرکز تنش در مقاطع محاسبه‌شده عناصر تنش‌شده که توسط سوراخ‌ها تضعیف شده‌اند، و همچنین در عناصر خمیده از چوب گرد با برش زیر در بخش محاسبه‌شده، ضریب شرایط کاری m0 = 0.8 را منعکس می‌کند. تغییر شکل‌پذیری چوب در محاسبه سازه‌های چوبی برای گروه دوم حالت‌های حدی با مدول اصلی الاستیسیته E در نظر گرفته می‌شود که وقتی نیرو در امتداد الیاف چوب هدایت می‌شود، 10000 مگاپاسکال و عرض در نظر گرفته می‌شود. الیاف، 400 مگاپاسکال. هنگام محاسبه پایداری، مدول الاستیسیته 4500 مگاپاسکال در نظر گرفته می شود. مدول برشی پایه چوب (6) در هر دو جهت 500 مگاپاسکال است. نسبت پواسون از چوب در بین الیاف در تنش های هدایت شده در امتداد الیاف برابر با pdo o = 0.5 و در امتداد الیاف در تنش های هدایت شده روی الیاف، n900 = 0.02 در نظر گرفته می شود. از آنجایی که طول مدت و سطح بارگذاری نه تنها بر استحکام، بلکه بر خواص تغییر شکل چوب نیز تأثیر می گذارد، مقدار مدول الاستیک و مدول برشی در ضریب τi = 0.8 در هنگام محاسبه سازه هایی که در آن تنش های موجود در عناصر ناشی از آن است ضرب می شود. بارهای طولانی مدت دائمی و موقت، بیش از 80٪ ولتاژ کل از همه بارها است. هنگام محاسبه سازه های فلزی-چوبی، ویژگی های الاستیک و مقاومت های طراحی فولاد و اتصالات عناصر فولادی، و همچنین تقویت، مطابق با فصل های SNiP برای طراحی سازه های فولادی و بتن مسلح گرفته می شود.

در بین تمام مواد سازه ای ورق با استفاده از مواد خام چوبی، فقط تخته سه لا به عنوان عناصر سازه های باربر توصیه می شود که مقاومت های طراحی اولیه آن در جدول 10 SNiP P-25-80 آورده شده است. تحت شرایط عملیاتی مناسب سازه های تخته سه لا، محاسبه برای اولین گروه از حالت های حدی، ضرب مقاومت های طراحی پایه تخته سه لا را در ضرایب شرایط عملیاتی tv، tj، tn و tl فراهم می کند. هنگام محاسبه برای گروه دوم حالت های حدی، ویژگی های الاستیک تخته سه لا در صفحه ورق مطابق جدول گرفته می شود. 11 SNiP P-25-80. مدول الاستیک و مدول برشی برای سازه‌ها تحت شرایط عملیاتی مختلف، و همچنین آنهایی که در معرض اثرات ترکیبی بارهای دائمی و موقت طولانی‌مدت قرار می‌گیرند، باید در ضرایب شرایط عملیاتی متناظر اتخاذ شده برای چوب ضرب شوند.

گروه اولخطرناکترین. زمانی که سازه ظرفیت باربری خود را در نتیجه تخریب یا از دست دادن پایداری از دست می دهد، با نامناسب بودن برای سرویس مشخص می شود. این اتفاق تا حداکثر نرمال رخ نمی دهد در بارهیا تنش های برشی در عناصر آن از مقاومت های محاسبه شده (حداقل) موادی که از آنها ساخته شده اند تجاوز نمی کند. این شرط توسط فرمول نوشته شده است

حالت های حدی گروه اول عبارتند از: تخریب از هر نوع، از دست دادن پایداری کلی سازه یا از دست دادن پایداری موضعی یک عنصر سازه، نقض درزهایی که سازه را به یک سیستم متغیر تبدیل می کند، ایجاد تغییر شکل های باقیمانده غیرقابل قبول. . محاسبه ظرفیت باربری با توجه به بدترین حالت احتمالی انجام می شود، یعنی: با توجه به بالاترین بار و کمترین مقاومت ماده که با در نظر گرفتن تمام عوامل مؤثر بر آن یافت می شود. ترکیبات نامطلوب در قوانین آمده است.

گروه دومکمتر خطرناک این با نامناسب بودن سازه برای عملکرد عادی تعیین می شود، زمانی که به مقدار غیر قابل قبول خم می شود. این اتفاق نمی افتد تا زمانی که حداکثر انحراف نسبی آن /// از حداکثر مقادیر مجاز تجاوز نکند. این شرط توسط فرمول نوشته شده است

محاسبه سازه های چوبی با توجه به حالت حدی دوم برای تغییر شکل ها عمدتاً برای سازه های خمشی اعمال می شود و هدف آن محدود کردن بزرگی تغییر شکل ها است. محاسبه بر روی بارهای استاندارد بدون ضرب آنها در فاکتورهای قابلیت اطمینان با فرض کار الاستیک چوب انجام می شود. محاسبه تغییر شکل ها با توجه به ویژگی های متوسط چوب انجام می شود و نه با توجه به موارد کاهش یافته، مانند بررسی ظرفیت باربری. این با این واقعیت توضیح داده می شود که افزایش انحراف در برخی موارد، هنگام استفاده از چوب با کیفیت پایین تر، خطری برای یکپارچگی سازه ها ایجاد نمی کند. این همچنین این واقعیت را توضیح می دهد که محاسبه تغییر شکل ها برای بارهای هنجاری و نه برای بارهای طراحی انجام می شود. به عنوان یک تصویر از حالت حدی گروه دوم، می توان مثالی ارائه داد که در نتیجه انحراف غیرقابل قبول تیرها، ترک هایی در سقف ظاهر می شود. جریان رطوبت در این حالت عملکرد طبیعی ساختمان را مختل می کند، منجر به کاهش دوام چوب به دلیل رطوبت آن می شود، اما ساختمان همچنان مورد استفاده قرار می گیرد. محاسبه برای حالت حد دوم، به عنوان یک قاعده، از اهمیت فرعی برخوردار است، زیرا نکته اصلی اطمینان از ظرفیت باربری است. با این حال، محدودیت های انحراف برای سازه هایی با پیوندهای تسلیم کننده اهمیت ویژه ای دارد. بنابراین، تغییر شکل سازه های چوبی (قفسه های کامپوزیت، تیرهای کامپوزیت، سازه های تخته و میخ) باید با در نظر گرفتن تأثیر انطباق باندها تعیین شود (SNiP P-25-80. جدول 13).

بارها،عمل بر روی سازه ها توسط مقررات و قوانین ساختمان تعیین می شود - SNiP 2.01.07-85 "بارها و اثرات". هنگام محاسبه سازه های ساخته شده از چوب و پلاستیک، عمدتاً بار ثابت از وزن خود سازه ها و سایر عناصر ساختمانی در نظر گرفته می شود. gو بارهای کوتاه مدت از وزن برف اس،فشار باد دبلیوبارهای ناشی از وزن افراد و تجهیزات نیز در نظر گرفته می شود. هر بار دارای یک ارزش استاندارد و طراحی است. مقدار هنجاری به راحتی با شاخص n نشان داده می شود.

بارهای تنظیمیمقادیر اولیه بارها هستند: بارهای زنده در نتیجه پردازش داده های مشاهدات و اندازه گیری های طولانی مدت تعیین می شوند. بارهای دائمی از وزن و حجم مرده سازه ها، سایر عناصر ساختمان و تجهیزات محاسبه می شود. بارهای تنظیمی هنگام محاسبه سازه ها برای گروه دوم حالت های حد - برای انحراف ها در نظر گرفته می شود.

بارهای طراحیبر اساس موارد هنجاری با در نظر گرفتن تنوع احتمالی آنها به ویژه به سمت بالا تعیین می شود. برای این، مقادیر بارهای استاندارد در ضریب ایمنی بار ضرب می شوند y،که مقادیر آنها برای بارهای مختلف متفاوت است، اما همه آنها بیشتر از وحدت هستند. مقادیر بار توزیع شده بر حسب کیلو پاسکال (کیلو پاسکال)، که مربوط به کیلونیوتون بر متر مربع (kN/m) است، داده شده است. بیشتر محاسبات از مقادیر بار خطی (kN/m) استفاده می کنند. بارهای طراحی در محاسبه سازه ها برای گروه اول حالت های حدی، برای استحکام و پایداری استفاده می شود.

g”,اثر بر روی سازه از دو قسمت تشکیل شده است: قسمت اول بار وارده از کلیه عناصر سازه های محصور و مصالح مورد حمایت این سازه است. بار هر عنصر با ضرب حجم آن در چگالی مواد و فاصله سازه ها تعیین می شود. قسمت دوم بار ناشی از وزن خود سازه نگهدارنده اصلی است. در یک محاسبات اولیه، با توجه به ابعاد واقعی مقاطع و حجم عناصر سازه، می توان بار حاصل از وزن مرده سازه اصلی تکیه گاه را به طور تقریبی تعیین کرد.

برابر است با حاصلضرب ضریب هنجاری توسط ضریب قابلیت اطمینان بار yبرای بار از وزن خود سازه ها y= 1.1، اما برای بارهای عایق، سقف، سد بخار و موارد دیگر y= 1.3. بار دائمی از سقف های شیبدار معمولی با زاویه شیب آبه راحتی می توان با تقسیم آن بر cos به طرح افقی آنها اشاره کرد آ.

بار هنجاری برف s H بر اساس وزن هنجاری پوشش برف تعیین می شود که بر حسب بارهای (kN / m 2) طرح افقی پوشش بسته به منطقه برفی کشور داده می شود. این مقدار در ضریب p ضرب می شود که شیب و سایر ویژگی های شکل پوشش را در نظر می گیرد. سپس بار استاندارد s H = s 0 p<х > 25° p == (60° - a°)/35°. این. بار یکنواخت است و می تواند دو طرفه یا یک طرفه باشد.

با پوشش های طاقدار در امتداد خرپاها یا قوس های تقسیم شده، یک بار برف یکنواخت با در نظر گرفتن ضریب p تعیین می شود که بستگی به نسبت طول دهانه / به ارتفاع طاق /: p = //(8/) دارد.

با نسبت ارتفاع طاق به دهانه f/l= 1/8 بار برف می تواند مثلثی با حداکثر مقدار s” در یک پا و 0.5 ثانیه در سمت دیگر و مقدار صفر در خط الراس باشد. ضرایب p، که مقادیر حداکثر بار برف را در نسبت ها تعیین می کند f/l= 1/8، 1/6 و 1/5، به ترتیب برابر با 1.8; 2.0 و 2.2. بار برف روی روسازی های قوسی را می توان به عنوان شیروانی تعریف کرد، با در نظر گرفتن اینکه روسازی به طور معمول شیروانی در امتداد صفحاتی است که از وترهای محورهای کف در قوس ها عبور می کنند. بار برف محاسبه شده برابر است با حاصل ضرب بار استاندارد و ضریب ایمنی بار 7- برای اکثر سازه های سبک چوبی و پلاستیکی با نسبت بارهای ثابت استاندارد و برف. g n /s H < 0,8 коэффициент y= 1.6. برای نسبت های بزرگ این بارها در =1,4.

بار از وزن یک فرد با بار برابر با - هنجاری گرفته می شود R"= 0.1 کیلونیوتن و محاسبه شده است آر = p و y = 0.1 1.2 = 1.2 کیلونیوتن. بار باد بار هنجاری باد wشامل فشار sh’+ و مکش است w n -باد داده های اولیه در تعیین بار باد، مقادیر فشار باد عمود بر سطوح پوشش و دیوارهای ساختمان است. Wi(MPa)، بسته به منطقه باد کشور و با توجه به هنجارهای بار و ضربه گرفته می شود. بارهای باد هنجاری wبا ضرب فشار باد نرمال در ضریب تعیین می شوند ک،با در نظر گرفتن ارتفاع ساختمان ها و ضریب آیرودینامیکی با،با توجه به شکل آن برای اکثر ساختمان های ساخته شده از چوب و پلاستیک که ارتفاع آنها از 10 متر تجاوز نمی کند، k = 1.

ضریب آیرودینامیک بابه شکل ساختمان، ابعاد مطلق و نسبی آن، شیب ها، ارتفاع نسبی پوشش ها و جهت باد بستگی دارد. در اکثر سقف های شیبدار که زاویه شیب آنها از a = 14 درجه تجاوز نمی کند، بار باد به صورت مکش عمل می کند. W-.در عین حال، اساساً افزایش نمی یابد، اما نیروهای موجود در سازه ها را از بارهای ثابت و برف کاهش می دهد و در محاسبه ممکن است در حاشیه ایمنی در نظر گرفته نشود. هنگام محاسبه ستون ها و دیوارهای ساختمان ها و همچنین در محاسبه سازه های مثلثی و لانست باید بار باد را در نظر گرفت.

بار باد محاسبه شده برابر است با استاندارد ضرب در ضریب ایمنی y= 1.4. به این ترتیب، w = = w”y.

مقاومت های تنظیمیچوب RH(MPa) مشخصه اصلی استحکام نواحی چوبی تمیز از نقص است. آنها با نتایج آزمایش‌های متعدد آزمایشگاهی کوتاه‌مدت نمونه‌های استاندارد کوچک چوب خشک با رطوبت 12 درصد برای کشش، فشرده‌سازی، خمش، خرد کردن و خرد کردن تعیین می‌شوند.

95 درصد از نمونه های چوب آزمایش شده دارای مقاومت فشاری برابر یا بیشتر از مقدار استاندارد آن خواهند بود.

مقادیر مقاومت های استاندارد ارائه شده در برنامه. 5 به طور عملی در کنترل آزمایشگاهی مقاومت چوب در فرآیند ساخت سازه های چوبی و در تعیین ظرفیت باربری سازه های باربر عملیاتی در حین بررسی آنها استفاده می شود.

مقاومت های طراحیچوب آر(MPa) - اینها ویژگی های اصلی استحکام عناصر چوبی واقعی سازه های واقعی است. این چوب دارای لک های طبیعی است و سال ها تحت استرس کار می کند. مقاومت های طراحی بر اساس مقاومت های استاندارد و با در نظر گرفتن ضریب قابلیت اطمینان برای مواد بدست می آیند درو ضریب مدت بارگذاری t alطبق فرمول

ضریب دربه طور قابل توجهی بیشتر از وحدت است. کاهش استحکام چوب واقعی را در نتیجه ناهمگونی ساختار و وجود عیوب مختلف که در نمونه های آزمایشگاهی وجود ندارد در نظر می گیرد. اساساً استحکام چوب توسط گره کاهش می یابد. آنها سطح مقطع کار را با برش و فشار دادن الیاف طولی آن کاهش می دهند و باعث ایجاد خروج از مرکز در نیروهای طولی و شیب الیاف در اطراف گره می شوند. شیب الیاف باعث کشیده شدن چوب در عرض و زاویه نسبت به الیاف می شود که استحکام آن در این جهات بسیار کمتر از امتداد الیاف است. عیوب چوب استحکام کششی چوب را تقریباً به نصف و حدود یک و نیم برابر در فشرده سازی کاهش می دهد. ترک ها در مناطقی که چوب خرد شده است خطرناک ترین هستند. با افزایش اندازه مقاطع المان ها، تنش ها در هنگام تخریب آنها به دلیل ناهمگونی بیشتر توزیع تنش ها بر روی مقاطع کاهش می یابد که در تعیین مقاومت های طراحی نیز مورد توجه قرار می گیرد.

ضریب مدت بارگذاری t dl<С 1- Он учитывает, что древесина без пороков может неограниченно долго выдерживать лишь около половины той нагрузки, которую она выдерживает при кратковременном нагружении в процессе испытаний. Следовательно, ее длительное R درمقاومت من yLتقریبا W^نیمی از کوتاه مدت /tg.

کیفیت چوب به طور طبیعی بر میزان مقاومت محاسبه شده آن تأثیر می گذارد. چوب درجه 1 - با کمترین نقص دارای بالاترین مقاومت طراحی است. مقاومت محاسبه شده چوب درجه 2 و 3 به ترتیب کمتر است. به عنوان مثال، مقاومت محاسبه شده چوب کاج و صنوبر درجه 2 در برابر فشار از عبارت به دست می آید.

مقاومت محاسبه شده چوب کاج و صنوبر در برابر فشردگی، کشش، خمش، خرد شدن و خرد شدن در App آورده شده است. 6.

ضرایب شرایط کاری تیبرای مقاومت طراحی چوب، شرایطی که سازه‌های چوبی در آن ساخته و کار می‌کنند در نظر گرفته می‌شوند. عامل نژاد تی"استحکام متفاوت چوب گونه های مختلف را در نظر می گیرد که با استحکام چوب کاج و صنوبر متفاوت است. ضریب بار t مدت زمان کوتاه اثر باد و بارهای نصب را در نظر می گیرد. وقتی خرد شد t n= 1.4، برای انواع دیگر ولتاژها t n = 1.2. ضریب ارتفاع مقاطع در هنگام خم شدن چوب تیرهای چوب چسب دار با ارتفاع مقطع بیش از 50 سانتی متر / 72b از 1 به 0.8 کاهش می یابد، با ارتفاع مقطع 120 سانتی متر - حتی بیشتر. ضریب ضخامت لایه عناصر چوبی چسبانده شده با کاهش ضخامت تخته های چسب، افزایش مقاومت فشاری و خمشی آنها را در نظر می گیرد که در نتیجه همگنی ساختار چوب چسب افزایش می یابد. مقادیر آن در 0.95 است. 1.1. ضریب خمش mrH تنش‌های خمشی اضافی را که هنگام خم شدن تخته‌ها در حین ساخت عناصر چوبی چسب‌دار خم شده رخ می‌دهد، در نظر می‌گیرد. این بستگی به نسبت شعاع خم به ضخامت تخته های h/b دارد و مقدار آن 1.0 است. 0.8 با افزایش این نسبت از 150 به 250. ضریب دما متر تیکاهش استحکام سازه های چوبی که در دمای 35+ تا 50+ درجه سانتی گراد کار می کنند را در نظر می گیرد. از 1.0 به 0.8 کاهش می یابد. ضریب رطوبت توکاهش استحکام سازه های چوبی که در یک محیط مرطوب کار می کنند را در نظر می گیرد. در رطوبت هوا در اتاق ها از 75 تا 95٪ t vl = 0.9. در فضای باز در مناطق خشک و معمولی t ow = 0.85. با رطوبت ثابت و در آب t ow = 0.75. عامل تمرکز استرس t k = 0.8 کاهش موضعی استحکام چوب را در نواحی اتصالات و سوراخ های کشش در نظر می گیرد. ضریب طول مدت بار t dl = 0.8 کاهش مقاومت چوب را در نتیجه این واقعیت در نظر می گیرد که بارهای طولانی مدت گاهی بیش از 80٪ از کل بارهای وارد بر سازه را تشکیل می دهند.

مدول الاستیسیته چوبتعیین شده در آزمایشات آزمایشگاهی کوتاه مدت، E cr= 15-10 3 مگاپاسکال. هنگام در نظر گرفتن تغییر شکل تحت بارگذاری طولانی مدت، هنگام محاسبه با انحراف £ = 10 4 MPa (پیوست 7).

مقاومت های هنجاری و طراحی تخته سه لا ساختمانی با همان روش های چوب به دست آمد. در این مورد، فرم ورق آن و تعداد فرد لایه با جهت عمود بر الیاف در نظر گرفته شد. بنابراین استحکام تخته سه لا در این دو جهت متفاوت بوده و در امتداد الیاف بیرونی تا حدودی بیشتر است.

بیشترین کاربرد در ساخت و سازها تخته سه لا هفت لایه برند FSF می باشد. مقاومت های محاسبه شده آن در امتداد الیاف روکش های بیرونی عبارتند از: کششی # f. p = 14 مگاپاسکال، فشرده سازی #f. c \u003d 12 مگاپاسکال، خم شدن از صفحه /؟ f.„ = 16 مگاپاسکال، بریدگی در صفحه # f. sk \u003d 0.8 مگاپاسکال و برش /؟ f. cf - 6 مگاپاسکال. در سراسر الیاف روکش خارجی، این مقادیر به ترتیب برابر است با: من f_r= 9 مگاپاسکال، فشرده سازی # f. c \u003d 8.5 مگاپاسکال، خمش # F.i \u003d 6.5 مگاپاسکال، تراشه R$. CK= 0.8 مگاپاسکال، برش # f. cf = = 6 مگاپاسکال. مدول الاستیک و برشی در امتداد الیاف خارجی به ترتیب Ef = 9-10 3 MPa و bf = 750 MPa و در سراسر الیاف خارجی £ f = 6-10 3 MPa و G$ = 750 مگاپاسکال

طراحی حالت محدود

حالت های حد طراحی حالت حد، حالت هایی هستند که در آن سازه دیگر نمی تواند در نتیجه بارهای خارجی و داخلی مورد استفاده قرار گیرد.

محاسبه حالت های حدی گروه اول برای جلوگیری از موارد زیر انجام می شود:

شكستگي شكننده، شكل پذير يا نوع ديگر (محاسبه استحكام، با در نظر گرفتن در صورت لزوم، انحراف سازه قبل از تخريب).

محاسبه حالت های حدی گروه دوم برای جلوگیری از موارد زیر انجام می شود:

تشکیل شکاف بیش از حد یا طولانی مدت (در صورتی که تشکیل یا باز شدن طولانی ترک در شرایط عملیاتی مجاز باشد).

حرکات بیش از حد (انحراف، زوایای چرخش، زوایای انحرافی و دامنه ارتعاش).

عوامل تخمینی

مقادیر بارها، مقاومت بتن و آرماتور طبق فصل های SNiP "بارها و اثرات" و "سازه های بتنی و بتن مسلح" تنظیم می شود.

طبقه بندی بارها بارهای تنظیمی و طراحی

بارهای طولانی مدت از وزن تجهیزات ثابت در طبقات - دستگاه ها، موتورها، مخازن و غیره است. فشار گازها، مایعات، جامدات حجیم در ظروف؛ بار در انبارها، یخچال ها، بایگانی ها، کتابخانه ها و ساختمان ها و سازه های مشابه؛ بخشی از بار موقت تعیین شده توسط هنجارها در ساختمان های مسکونی، خدمات و اماکن رفاهی؛ اثرات فن آوری دما طولانی مدت از تجهیزات ثابت؛ بارهای یک جرثقیل سقفی یا یک جرثقیل سقفی، ضرب در ضرایب: 0.5 برای جرثقیل های متوسط و 0.7 برای جرثقیل های سنگین. بارهای برف برای مناطق آب و هوایی III-IV با ضرایب 0.3-0.6. مقادیر مشخص شده جرثقیل، برخی از بارهای موقت و برف بخشی از ارزش کل آنها است و با در نظر گرفتن مدت زمان اثر این نوع بارها بر روی جابجایی ها، تغییر شکل ها، ترک خوردگی در محاسبه وارد می شود. مقادیر کامل این بارها کوتاه مدت هستند.

بارهای طراحی برای محاسبه سازه ها برای استحکام و پایداری با ضرب بار استاندارد در ضریب ایمنی بار Yf تعیین می شود که برای مثال معمولاً بزرگتر از یک است. جی= گنیت. ضریب اطمینان از وزن سازه های بتن و بتن مسلح Yf = M; بر روی وزن سازه های ساخته شده از بتن بر روی سنگدانه های سبک (با تراکم متوسط 1800 کیلوگرم بر متر مکعب یا کمتر) و انواع کفپوش ها، پرکننده ها، بخاری های انجام شده در کارخانه، Yf = l,2، هنگام نصب Yf = l>3 ; از بارهای زنده مختلف بسته به مقدار آنها Yf = l. 2...1.4. ضریب اضافه بار از وزن سازه ها هنگام محاسبه پایداری موقعیت در برابر صعود، واژگونی و لغزش و همچنین در سایر مواردی که کاهش جرم شرایط کار سازه را بدتر می کند، yf = 0.9 در نظر گرفته می شود. هنگام محاسبه سازه ها در مرحله ساخت و ساز، بارهای کوتاه مدت محاسبه شده در ضریب 0.8 ضرب می شود. بارهای طراحی برای محاسبه سازه ها برای تغییر شکل ها و جابجایی ها (برای گروه دوم حالت های حدی) برابر با مقادیر استاندارد با ضریب Yf = l- گرفته می شود.

T) = a + 0.6/Km~، (II-11)

هنجارها همچنین به کاهش بارهای زنده هنگام محاسبه تیرها و میلگردها بسته به مساحت کف بارگذاری شده اجازه می دهند.

از سال 1955 محاسبه سازه های بتن آرمه در کشور ما بر اساس روش حالت های حدی انجام می شود.

· حد قابل درک است چنین حالتی از سازه که پس از رسیدن به آن عملیات بیشتر به دلیل از دست دادن توانایی مقاومت در برابر بارهای خارجی یا دریافت حرکات غیرقابل قبول یا آسیب های موضعی غیرممکن می شود. مطابق با این، دو گروه از حالت های حد ایجاد می شود: اول - با ظرفیت باربری. دوم - برای مناسب بودن برای استفاده معمولی.

· محاسبه برای گروه اول از حالت های حد به منظور جلوگیری از تخریب سازه ها (تحلیل مقاومت)، از دست دادن پایداری شکل سازه (تحلیل کمانش) یا موقعیت آن (تحلیل واژگونی یا لغزش)، شکست خستگی (تحلیل استقامتی) انجام می شود.

· محاسبه برای گروه دوم از حالت های حد هدف آن جلوگیری از ایجاد تغییر شکل‌های بیش از حد (انحراف)، حذف احتمال ترک در بتن یا محدود کردن عرض دهانه آنها و همچنین اطمینان از بسته شدن ترک‌ها در صورت لزوم پس از برداشتن بخشی از بار است.

محاسبه برای اولین گروه از حالت های حدی، اصلی است و در انتخاب بخش ها استفاده می شود. محاسبه گروه دوم برای سازه‌هایی انجام می‌شود که به دلیل استحکام، عملکرد خود را به دلیل انحراف بیش از حد (تیرها، دهانه‌های بزرگ با بار نسبتاً کم)، ترک خوردن (مخازن، خطوط لوله تحت فشار) یا باز شدن بیش از حد ترک از دست می‌دهند که منجر به ایجاد زودرس می‌شود. خوردگی آرماتور .

بارهای وارد بر سازه و ویژگی های مقاومت مصالحی که سازه از آن ساخته شده است متغیر بوده و ممکن است با مقادیر متوسط متفاوت باشد. بنابراین، برای اطمینان از اینکه هیچ یک از حالت های حدی در طول عملیات عادی سازه رخ نمی دهد، سیستمی از ضرایب طراحی معرفی شده است که انحرافات احتمالی (در جهت نامطلوب) عوامل مختلف مؤثر بر عملکرد قابل اعتماد سازه ها را در نظر می گیرد: 1. عوامل ایمنی بار γ f، با در نظر گرفتن تغییرپذیری بارها یا ضربه ها. 2) فاکتورهای ایمنی بتن γ b و آرماتور γ s . با در نظر گرفتن تنوع خواص مقاومتی آنها؛ 3) ضرایب قابلیت اطمینان برای هدف سازه γ n با در نظر گرفتن درجه مسئولیت و سرمایه گذاری ساختمان ها و سازه ها. 4) ضرایب شرایط کاری γ bi و γ si، به ارزیابی برخی از ویژگی های کار مواد و سازه ها به طور کلی، که نمی تواند در محاسبات به طور مستقیم منعکس شود.

ضرایب تخمینی بر اساس روش های احتمالی-آماری ایجاد می شوند. آنها قابلیت اطمینان مورد نیاز سازه ها را برای تمام مراحل فراهم می کنند: ساخت، حمل و نقل، نصب و بهره برداری.

بنابراین، ایده اصلی روش محاسبه حالت حد این است که اطمینان حاصل شود که حتی در موارد نادری که حداکثر بارهای ممکن روی سازه وارد می شود، مقاومت بتن و آرماتور حداقل است و شرایط عملیاتی نامطلوب ترین است. سازه فرو نمی ریزد و دچار انحراف یا ترک های غیرقابل قبول نمی شود. در عین حال، در بسیاری از موارد، می توان راه حل های مقرون به صرفه تری نسبت به محاسبات با روش های استفاده شده قبلی به دست آورد.

بارها و تاثیرات . هنگام طراحی، باید بارهای ناشی از ساخت و ساز و بهره برداری از سازه ها و همچنین در هنگام ساخت، ذخیره سازی و حمل و نقل سازه های ساختمانی را در نظر گرفت.

در محاسبات از مقادیر هنجاری و طراحی بارها استفاده می شود. بالاترین مقادیر بارهای تعیین شده توسط هنجارهایی که می توانند در طول عملکرد عادی سازه بر روی سازه تأثیر بگذارند، هنجاری * نامیده می شوند. بار واقعی به دلیل شرایط مختلف ممکن است با مقدار هنجاری به میزان بیشتر یا کمتر متفاوت باشد. این انحراف با ضریب ایمنی بار در نظر گرفته می شود.

محاسبه سازه ها برای بارهای طراحی انجام می شود

جایی که q n - بار استاندارد؛ γ f - ضریب ایمنی بار مربوط به حالت حدی در نظر گرفته شده.

هنگام محاسبه برای اولین گروه از حالت های حد γ f: برای بارهای ثابت γ f = 1.1...1.3; موقت γ f \u003d 1.2 ... 1.6، هنگام محاسبه پایداری موقعیت (واژگونی، لغزش، صعود)، هنگامی که کاهش وزن سازه شرایط کاری آن را بدتر می کند، بگیرید.

محاسبه سازه ها برای گروه دوم حالت های حدی، با در نظر گرفتن خطر کمتر وقوع آنها، برای بارهای طراحی در γ f = l انجام می شود. استثنا ساختارهای متعلق به دسته I مقاومت در برابر ترک است (به بند 7.1 مراجعه کنید)، که γ f >l.

بارها و اثرات بر ساختمان ها و سازه ها می تواند دائمی و موقت باشد. دومی بسته به مدت عمل به بلند مدت، کوتاه مدت و خاص تقسیم می شود.

بارهای ثابت شامل وزن قطعات سازه از جمله وزن سازه های باربر و محصور می شود. وزن و فشار خاک (خاکریزها، خاکریزها)؛ اثر پیش تنیدگی

بارهای موقت درازمدت عبارتند از: وزن تجهیزات ثابت - ماشین ابزار، موتور، ظروف، نوار نقاله. وزن مایعات و جامدات پرکننده تجهیزات؛ بارگیری بر روی طبقات از مواد ذخیره شده و قفسه بندی در انبارها، یخچال ها، انبارهای کتاب، کتابخانه ها و اتاق های خدمات.

در مواردی که لازم است تأثیر مدت زمان اثر بارها بر تغییر شکل ها و تشکیل ترک ها در نظر گرفته شود، بارهای بلند مدت شامل بخشی از بارهای کوتاه مدت می شود. اینها بارهای جرثقیل با مقدار استاندارد کاهش یافته است که با ضرب مقدار استاندارد کامل بار عمودی از یک جرثقیل در هر دهانه در یک ضریب تعیین می شود: 0.5 - برای گروه های حالت کار جرثقیل 4K-6K. 0.6 - برای گروه های حالت عملیات جرثقیل 7K؛ 0.7 - برای گروه های حالت عملیات جرثقیل 8K*. بارهای برف با مقدار استاندارد کاهش یافته، با ضرب مقدار استاندارد کامل (نگاه کنید به §11.4) در ضریب 0.3 - برای منطقه برفی III، 0.5 - برای منطقه IV، 0.6 - برای مناطق V، VI تعیین می شود. بارهای افراد، تجهیزات در طبقات ساختمان های مسکونی و عمومی با مقادیر استاندارد کاهش یافته است. این بارها به دلیل اینکه می توانند برای مدت زمان کافی برای ظاهر شدن تغییر شکل های خزشی عمل کنند و انحراف و عرض باز شدن ترک را افزایش دهند، به عنوان بارهای بلندمدت شناخته می شوند.

بارهای کوتاه مدت عبارتند از: بارهای ناشی از وزن افراد، تجهیزات در طبقات ساختمان های مسکونی و عمومی با مقادیر استاندارد کامل. بارهای جرثقیل با ارزش استاندارد کامل؛ بارهای برف با مقدار استاندارد کامل؛ بارهای باد و همچنین بارهای ناشی از نصب یا تعمیر سازه ها.

بارهای ویژه در هنگام ضربه های لرزه ای، انفجاری یا اضطراری رخ می دهد.

ساختمان ها و سازه ها تحت تأثیر همزمان بارهای مختلف قرار می گیرند، بنابراین محاسبه آنها باید با در نظر گرفتن نامطلوب ترین ترکیب این بارها یا نیروهای ناشی از آنها انجام شود. بسته به ترکیب بارهای در نظر گرفته شده، عبارتند از: ترکیبات اصلی، متشکل از بارهای دائمی، بلند مدت و کوتاه مدت. ترکیبات ویژه متشکل از بارهای دائمی، بلند مدت، کوتاه مدت و یکی از بارهای خاص.

بارهای زنده در ترکیبات به عنوان بلند مدت - با در نظر گرفتن مقدار استاندارد کاهش یافته، به عنوان کوتاه مدت - با در نظر گرفتن مقدار استاندارد کامل گنجانده می شوند.

احتمال وقوع همزمان بیشترین بارها یا تلاش ها با ضرایب ترکیبی ψ 1 و ψ 2 در نظر گرفته می شود. اگر ترکیب اصلی شامل یک بار ثابت و فقط یک بار موقت (بلند مدت و کوتاه مدت) باشد، ضرایب ترکیب برابر با 1 در نظر گرفته می شود، زمانی که دو یا چند بار موقت در نظر گرفته شود، دومی در ψ 1 ضرب می شود. \u003d 0.95 برای بارهای طولانی مدت و ψ 1 \u003d 0.9 در کوتاه مدت، زیرا بعید به نظر می رسد که آنها به طور همزمان به حداکثر مقادیر محاسبه شده برسند.

* گروه هایی از حالت های عملیات جرثقیل به شرایط عملیات جرثقیل، ظرفیت بالابر بستگی دارد و مطابق با GOST 25546-82 پذیرفته می شود.

هنگام محاسبه سازه ها برای ترکیب خاصی از بارها، از جمله اثرات انفجاری، مجاز است که بارهای کوتاه مدت در نظر گرفته نشود.

مقادیر بارهای طراحی نیز باید در ضریب قابلیت اطمینان برای هدف سازه ها با در نظر گرفتن درجه مسئولیت و سرمایه گذاری ساختمان ها و سازه ها ضرب شود. برای ساختارهای کلاس I (اشیاء با اهمیت ویژه اقتصادی ملی) γ n = 1، برای ساختارهای کلاس II (اشیاء اقتصادی مهم ملی) γ n = 0.95، برای ساختارهای کلاس III (دارای اهمیت اقتصادی ملی محدود) γ n = 0.9، برای سازه های موقت با عمر مفید تا 5 سال γ n = 0.8.

مقاومت استاندارد و طراحی بتن. ویژگی های مقاومت بتن متغیر است. حتی نمونه هایی از همان دسته بتن در طول آزمایش مقاومت های متفاوتی را نشان می دهند که با ناهمگونی ساختار آن و شرایط مختلف آزمایش توضیح داده می شود. تغییر مقاومت بتن در سازه ها نیز تحت تأثیر کیفیت تجهیزات، صلاحیت کارگران، نوع بتن و عوامل دیگر است.

برنج. 2.3. منحنی های توزیع:

F m و F - مقادیر متوسط و محاسبه شده

تلاش از بار خارجی؛

F um و F u - ظرفیت باربری یکسان

از بین تمام مقادیر ممکن استحکام، لازم است که محاسبه ای را وارد کنید که عملکرد ایمن سازه ها را با قابلیت اطمینان لازم تضمین می کند. روش های نظریه احتمال کمک می کند تا آن را ایجاد کنید.

تغییرپذیری ویژگی های مقاومت، به عنوان یک قاعده، از قانون گاوس تبعیت می کند و با یک منحنی توزیع مشخص می شود (شکل 2.3، a)، که ویژگی های مقاومت بتن را با فراوانی تکرار آنها در آزمایش ها مرتبط می کند. با استفاده از منحنی توزیع، می توانید مقدار متوسط مقاومت فشاری بتن را محاسبه کنید:

که در آن n 1 , n 2 , .., n k تعداد آزمایش هایی است که در آن قدرت R 1 , R 2 ,…, Rk ثبت شده است، n تعداد کل آزمایش ها است. گسترش قدرت (انحراف از میانگین) با انحراف استاندارد (استاندارد) مشخص می شود.

یا ضریب تغییرات ν = σ/R m . در فرمول (2.8) Δ i = R i - R m .

با محاسبه σ، می توان با استفاده از روش های تئوری احتمال، مقدار مقاومت R n را یافت که دارای قابلیت اطمینان (امنیت) معین خواهد بود:

که در آن æ شاخص قابلیت اطمینان است.

هر چه æ بیشتر باشد (شکل 2.3، a را ببینید)، تعداد نمونه‌ها بیشتر استحکام Rm - æσ را نشان می‌دهند و بیشتر، قابلیت اطمینان بالاتر است. اگر Rn = Rm - σ را به عنوان حداقل استحکام وارد شده در محاسبه (یعنی تنظیم æ = 1) در نظر بگیریم، 84٪ از همه نمونه ها (آنها می توانند مکعب، منشور، هشت عدد باشند) قدرت یکسان یا بیشتر را نشان خواهند داد. (پایایی 0.84). در æ \u003d 1.64-95٪ از نمونه ها استحکام R n \u003d R m - 1.64 σ و بیشتر را نشان می دهند و در æ \u003d 3 - 99.9٪ از نمونه ها استحکام کمتری از Rn \u003d R خواهند داشت. m -3 σ. بنابراین، اگر مقدار R m -Зσ را وارد محاسبه کنیم، تنها در یک مورد از هزار، استحکام کمتر از مورد قبول خواهد بود. چنین پدیده ای تقریبا غیر قابل باور در نظر گرفته می شود.

طبق هنجارها، مشخصه اصلی کنترل شده در کارخانه است کلاس بتن "B" *، نشان دهنده مقاومت یک مکعب بتنی با دنده 15 سانتی متر با قابلیت اطمینان 0.95 است.قدرت مربوط به کلاس با فرمول (2.9) با æ = 1.64 تعیین می شود

مقدار ν می تواند در محدوده وسیعی تغییر کند.

سازنده باید مقاومت R n مربوط به کلاس بتن را با در نظر گرفتن ضریب ν تعیین شده برای شرایط تولید خاص ارائه دهد. در شرکت‌هایی با تولید سازمان‌یافته (تولید بتن با همگنی بالا)، ضریب تغییرات واقعی کوچک است، مقاومت متوسط بتن [نگاه کنید به. فرمول (2.10)] را می توان پایین تر برد، بنابراین در مصرف سیمان صرفه جویی می شود. اگر بتن تولید شده توسط شرکت دارای تنوع زیادی در مقاومت (ضریب تغییرات زیاد) باشد، لازم است مقاومت بتن Rm افزایش یابد تا مقادیر مورد نیاز Rn اطمینان حاصل شود که باعث مصرف بیش از حد سیمان می شود. .

* تا سال 1984 مشخصه اصلی مقاومت بتن نام تجاری آن بود که به عنوان میانگین مقاومت فشاری بتن Rm بر حسب kgf/cm2 تعریف می شد.

مقاومت هنجاری منشورهای بتنی در برابر فشار محوری Rb,n (مقاومت منشور) با توجه به وابستگی (1.1) که مقاومت منشوری و مکعبی را به هم متصل می کند، با مقدار هنجاری مقاومت مکعبی تعیین می شود. مقادیر Rb,n در جدول آورده شده است. 2.1.

مقاومت هنجاری بتن در برابر کشش محوری Rbt,n در مواردی که مقاومت کششی بتن کنترل نمی شود، با توجه به وابستگی (1.2) که مقاومت کششی را به فشاری مرتبط می کند، با مقدار هنجاری مقاومت مکعبی تعیین می شود. استحکام - قدرت. مقادیر Rbt، n در جدول آورده شده است. 2.1.

اگر مقاومت کششی بتن با آزمایش مستقیم نمونه های در حال تولید کنترل شود، مقاومت کششی محوری استاندارد برابر با

و کلاس بتن را از نظر مقاومت کششی مشخص می کند.

مقاومت های طراحی بتن برای حالت های حدی گروه اول Rb و Rbt با تقسیم مقاومت های استاندارد بر ضرایب قابلیت اطمینان مربوطه بتن در فشار γ bc یا در کشش γ bt تعیین می شود:

برای بتن سنگین γ bc = 1.3; γ bt = 1.5.

این ضرایب به دلیل تفاوت مقاومت بتن در سازه های واقعی از مقاومت در نمونه ها و تعدادی از عوامل دیگر بسته به شرایط ساخت و بهره برداری سازه ها، امکان کاهش مقاومت واقعی نسبت به استاندارد را در نظر می گیرد.

جدول 2.1.

ویژگی های مقاومت و تغییر شکل بتن سنگین

کلاس مقاومت فشاری بتن	مقاومت های هنجاری و مقاومت های طراحی بتن برای محاسبه با حالت های حدی گروه II، MPa		مقاومت طراحی بتن در محاسبه برای حالت های حدی گروه I، MPa		مدول الاستیسیته اولیه بتن در فشار E b 10 -3، MPa
کلاس مقاومت فشاری بتن	فشرده سازی Rbn, Rb,ser	کشش R btn , R bt,ser	فشرده سازی R b	کشش R bt	درمان طبیعی	عملیات حرارتی
7.5 ولت 10 ولت 12.5 ولت 15 ولت 20 ولت 25 ولت 30 ولت 35 ولت 40 ولت 45 ولت 50 ولت 55 ولت 60	5,50 7,50 9,50 11,0 15,0 18,5 22,0 25,5 29,0 32,0 36,0 39,5 43,0	0,70 0,85 1,00 1,15 1,40 1,60 1,80 1,95 2,10 2,20 2,30 2,40 2,50	4,50 6,00 7,50 8,50 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0	0,480 0,570 0,660 0,750 0,900 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65	16,0 18,0 21,0 23,0 27,0 30,0 32,5 34,5 36,0 37,5 39,0 39,5 40,0	14,5 16,0 19,0 20,5 24,5 27,0 29,0 31,0 32,5 34,0 35,0 35,5 36,0

مقاومت‌های بتن طراحی برای حالت‌های حدی گروه II Rb,ser و Rbt,ser با فاکتورهای ایمنی γbc = γbt = 1 تعیین می‌شوند. برابر با مقاومت های استاندارد گرفته می شوند. این با این واقعیت توضیح داده می شود که شروع حالت های حدی گروه II کمتر از گروه I خطرناک است، زیرا، به عنوان یک قاعده، منجر به فروپاشی سازه ها و عناصر آنها نمی شود.

هنگام محاسبه سازه های بتنی و بتن مسلح، مقاومت های طراحی بتن، در صورت لزوم، در ضرایب شرایط کاری γ bi ضرب می شود، با در نظر گرفتن: مدت زمان و تکرارپذیری بار، شرایط ساخت، ماهیت سازه و غیره. به عنوان مثال، به منظور در نظر گرفتن کاهش مقاومت بتن که با بار پیوسته رخ می دهد، ضریب γ b 2 = 0.85 ... 0.9 معرفی می شود، با در نظر گرفتن بارهای کوتاه مدت - γ b 2 = 1.1.

■ مقاومت های تنظیمی و طراحی آرماتورها . مقاومت های هنجاری آرماتور R sn برابر با کوچکترین مقادیر کنترل شده در نظر گرفته می شود: برای تقویت میله، سیم با مقاومت بالا و طناب های تقویت کننده - استحکام تسلیم، σ y فیزیکی، یا σ 0.2 شرطی. برای سیم تقویت کننده معمولی - ولتاژ 0.75 از استحکام کششی، زیرا GOST استحکام تسلیم این سیم را تنظیم نمی کند.

مقادیر مقاومت های هنجاری R sn مطابق با استانداردهای فعلی برای فولادهای تقویت کننده و همچنین برای بتن با قابلیت اطمینان 0.95 (جدول 2.2) گرفته شده است.

مقاومت‌های کششی طراحی آرماتور Rs و Rs برای حالت‌های حدی گروه‌های I و II (جدول 2.2) با تقسیم مقاومت‌های استاندارد بر ضرایب قابلیت اطمینان مربوطه برای آرماتور γs تعیین می‌شوند:

ضریب ایمنی به گونه ای تنظیم شده است که امکان تخریب عناصر در صورت همگرایی بیش از حد Rs و Rsn را حذف کند. این تنوع سطح مقطع میله ها، توسعه اولیه تغییر شکل های پلاستیکی تقویت کننده و غیره را در نظر می گیرد. مقدار آن برای تقویت میله کلاس های A-I، A-II 1.05 است. کلاس های A-III - 1.07 ... 1.1; کلاس های A-IV، A-V-1.15; کلاس های A-VI - 1.2؛ برای اتصالات سیم از کلاس های Bp-I، B-I - 1.1؛ کلاس های B-II، Bp-II، K-7، K-19-1.2.

هنگام محاسبه برای حالت های حدی گروه II، مقدار ضریب ایمنی برای همه انواع آرماتورها برابر با یک در نظر گرفته می شود، یعنی. مقاومت های محاسبه شده R s , s er از نظر عددی با مقاومت های هنجاری متفاوت است.

هنگام تعیین مقاومت فشاری طراحی آرماتور RSC، نه تنها خواص فولاد در نظر گرفته می شود، بلکه تراکم پذیری نهایی بتن نیز در نظر گرفته می شود. با در نظر گرفتن ε bcu = 2X 10 -3، مدول الاستیک فولاد E s = 2 10-5 MPa، می توان بالاترین تنش σ sc را که در آرماتور قبل از تخریب بتن حاصل شده است، از شرایط تغییر شکل اتصالات بتن به دست آورد. و آرماتور σ sc = ε bcu E s = ε s E s . طبق هنجارها، مقاومت طراحی آرماتور در برابر فشرده سازی R sc در صورتی که از 400 مگاپاسکال تجاوز نکند برابر با Rs در نظر گرفته می شود. برای آرماتورهایی با مقدار Rs بالاتر، مقاومت طراحی R sc 400 مگاپاسکال (یا 330 مگاپاسکال وقتی در مرحله تراکم محاسبه می شود) در نظر گرفته می شود. با اثر طولانی مدت بار، خزش بتن منجر به افزایش تنش فشاری در آرماتور می شود. بنابراین، اگر مقاومت طراحی بتن با در نظر گرفتن ضریب شرایط کاری γ b 2 \u003d 0.85 ... 0.9 (یعنی با در نظر گرفتن اثر طولانی مدت بار) در نظر گرفته شود، در این صورت مجاز است. با توجه به الزامات طراحی مربوطه، برای افزایش مقدار RSC به 450 مگاپاسکال برای فولادهای کلاس A-IV و تا 500 مگاپاسکال برای فولادهای کلاس At-IV و بالاتر.

هنگام محاسبه سازه ها طبق گروه I از حالت های حدی، مقاومت های طراحی آرماتور، در صورت لزوم، با ضرایب شرایط کاری γ si ضرب می شود، با در نظر گرفتن توزیع ناهموار تنش ها در مقطع، وجود اتصالات جوش داده شده، بارگذاری مکرر و غیره. به عنوان مثال، عملکرد آرماتورهای با مقاومت بالا در تنش های بالاتر از مقاومت تسلیم شرطی با ضریب شرایط کاری γ s6 در نظر گرفته می شود که مقدار آن به کلاس آرماتور بستگی دارد و از 1.1 تا متغیر است. 1.2 (به بند 4.2 مراجعه کنید).

جدول 2.2.

ویژگی های استحکام و تغییر شکل

تقویت کننده فولاد و طناب

اتصالات		R sn هنجاری و مقاومت های طراحی در محاسبه برای حالت های حدی گروه II R s , ser , MPa	مقاومت طراحی آرماتور، MPa، هنگام محاسبه با توجه به حالت حدی گروه I			الاستیسیته E s , 10 5 MPa
			کشش
			طولی و عرضی هنگام محاسبه مقاطع مایل برای عمل لنگر خمشی R s	عرضی هنگام محاسبه مقاطع مایل برای اعمال نیروی عرضی R sw
راد
A-I	6…40	235	225	175	225	2,1
A-II	10…80	295	280	225	280	2,1
A-III	6…8	390	355	285	355	2,0
	10…40	390	365	290	365	2,0
A-IV	10…28	590	510	405	400	1,9
A-V	10…32	785	680	545	400	1,9
A-VI	10…28	980	815	650	400	1,9
A-IIIc (با کنترل کشش و کشش)	20…40	540	490	390	200	1,8
سیم
VR-I	3...5	410...395	375...360	270...260	375...360	1,7
B-II	3...8	1490...1100	1240...915	990...730	400	2,0
VR-II	3...8	1460...1020	1215...850	970...680	400	2,0
طناب
K-7	6...15	1450...1290	1210...1080	965...865	400	1,8
K-19	14	1410	1175	940	400	1,8

توجه داشته باشید. در جدول منظور از کلاس های آرماتور میله ای انواع آرماتورهای کلاس مربوطه است، مثلا کلاس A-V به معنی A t -V، A t -VCK و ... نیز می باشد.

■ مفاد اصلی محاسبه.

هنگام محاسبه برای گروه I از حالت های حدی (ظرفیت باربری)، شرط باید رعایت شود

اف

سمت چپ عبارت (2.14) نیروی طراحی برابر با حداکثر نیروی عملا ممکن در بخش عنصر با نامطلوب ترین ترکیب از بارها یا اقدامات طراحی است. این به تلاش های ناشی از بارهای طراحی q در γf>1، ضرایب ترکیبی و ضرایب قابلیت اطمینان برای هدف سازه γn بستگی دارد. نیروی طراحی F نباید از ظرفیت باربری طراحی بخش Fu تجاوز کند که تابعی از مقاومت طراحی مصالح و ضرایب شرایط عملیاتی γ bi , γ si , با در نظر گرفتن شرایط عملیاتی نامطلوب یا مطلوب سازه ها می باشد. و همچنین شکل و ابعاد بخش.

منحنی ها (شکل 2.3، b) توزیع نیروها از بار خارجی 1 و ظرفیت باربری 2 به تغییرپذیری عوامل مورد بحث در بالا بستگی دارد و از قانون گاوس پیروی می کند. تحقق شرط (2.14) که به صورت گرافیکی بیان شده است، ظرفیت باربری مورد نیاز سازه را تضمین می کند.

هنگام محاسبه برای گروه II حالت های حد:

· با جابجایی - لازم است که انحرافات از بار استاندارد f از مقادیر حدی انحرافات f u تعیین شده توسط استانداردهای این عنصر ساختاری f ≤ f u تجاوز نکند. مقدار f u توسط ;

· در ایجاد ترک - نیروی حاصل از طراحی یا بار هنجاری باید کمتر یا مساوی با نیرویی باشد که در آن ترک ها در بخش F ≤ F crc ظاهر می شوند.

· با توجه به باز شدن ترک های معمولی و مایل - عرض دهانه آنها در سطح آرماتور کششی باید کمتر از دهانه محدود کننده آنها باشد که توسط هنجارهای a cr c , u a crc ≤ a cr c , u = 0.l تعیین شده است. ..0.4 میلی متر.

در موارد ضروری، لازم است که ترک های ایجاد شده از بار کامل تحت عمل قسمت طولانی آن به طور مطمئن بسته شوند (گیره شوند). در این موارد محاسبه ای برای بسته شدن ترک ها انجام می شود.

سوالات خودآزمایی:

1. مراحل حالت تنش-کرنش عناصر بتن مسلح خم شده. کدام یک از این مراحل در محاسبه مقاومت، مقاومت در برابر ترک، انحراف استفاده می شود؟

2. ویژگی های حالت تنش-کرنش سازه های پیش تنیده.

3. مقررات اساسی روش های محاسبه مقاطع بر اساس تنش های مجاز و بارهای شکست. معایب این روش ها

4. مفاد اصلی محاسبه به روش حالات حدی.

گروه های حالت های حدی

5. اهداف محاسبه برای گروه های I و II حالت های حد چیست؟

6. طبقه بندی بارها و ترکیبات طراحی آنها.

7. بارهای هنجاری و طراحی. عوامل قابلیت اطمینان

توسط بارها تا چه حد تفاوت دارند؟

8. مقاومت هنجاری بتن. چه ربطی به میانگین داره

استحکام - قدرت؟ با چه امنیتی تخصیص داده شده است؟

9. مقاومت طراحی بتن برای گروه I و II چگونه تعیین می شود

حالت های محدود؟ هدف از معرفی ضرایب قابلیت اطمینان و ضرایب شرایط کار چیست؟

10. مقاومت استاندارد آرماتور برای فولادهای مختلف چگونه تعیین می شود؟

11. مقاومت آرماتور محاسبه شده، عوامل ایمنی

و شرایط کار

12. شرایط منع شروع را به صورت کلی بنویسید

حالات گروه های I و II را محدود کرده و معنای آنها را توضیح دهید.

از نظر هندسی:

آرایه - ساختاری که در آن همه اندازه ها از یک ترتیب هستند.

الوار - عنصری که در آن دو بعد چند برابر کوچکتر از سوم است.

صفحه - عنصری که در آن یک اندازه چندین برابر کوچکتر از دو اندازه دیگر است.

سیستم‌های میله‌ای، سیستم‌های غیرقابل تغییر هندسی از میله‌هایی هستند که به صورت لولایی یا صلب به یکدیگر متصل می‌شوند. اینها شامل خرپاهای ساختمانی (تیر یا کنسول) هستند.

از نظر استاتیک:

تعیین استاتیک - ساختارها، نیروها یا تنش هایی که در آنها فقط می توان از معادلات تعادل تعیین کرد.

از نظر استاتیکی نامعین - ساختارهایی که معادلات استاتیک به تنهایی برای آنها کافی نیست.

با توجه به مواد استفاده شده: فولاد، چوبی، بتن مسلح، بتن، سنگ (آجر);

از نظر حالت تنش-کرنش(یعنی نیروهای داخلی، تنش ها و تغییر شکل های ایجاد شده در سازه ها تحت تأثیر یک بار خارجی): ساده، ساده، پیچیده.

الزامات سازه های باربر:

قابلیت اطمینان- توانایی سازه برای حفظ عملکرد خود در طول عمر سازه و همچنین در طول حمل و نقل از کارخانه به محل ساخت و ساز و در زمان نصب.

ماندگاری- حداکثر عمر مفید ساختمان ها و سازه ها که در طی آن عملکرد مورد نیاز را حفظ می کنند.

صنعتی بودن –

اتحاد- محدود کردن تعداد اندازه های استاندارد پارامترهای ساختمان و محصولات استاندارد با در نظر گرفتن قابلیت تعویض آنها.

معنای فیزیکی حالت های حدی سازه ها. نمونه هایی از حالت های حدی گروه اول و دوم. ماهیت محاسبه حالات حدی.

محدود کردنچنین شرایطی برای یک ساختمان، یک سازه، و همچنین یک پایه یا سازه های فردی نامیده می شود که در آن نیازهای عملیاتی مشخص شده و همچنین الزامات مشخص شده در طول ساخت و ساز خود را برآورده نمی کنند. حالت های حدی سازه ها (ساختمان ها) به دو گروه تقسیم می شوند:

برای محدود کردن ایالت ها گروه اولعبارتند از: از دست دادن عمومی ثبات شکل. از دست دادن ثبات موقعیت؛ شکستگی شکننده، انعطاف پذیر یا در غیر این صورت. تخریب تحت تأثیر ترکیبی عوامل نیرو و تأثیرات نامطلوب محیطی و غیره.

برای محدود کردن ایالت ها گروه دومشامل شرایطی است که مانع از عملکرد طبیعی سازه ها (ساختمان ها) می شود یا دوام آنها را به دلیل وقوع حرکات غیرقابل قبول (انحراف، نشست، زاویه چرخش)، ارتعاشات و ترک ها کاهش می دهد.

اصل محاسبه:روش محاسبه سازه های ساختمانی توسط حالت های حدی به منظور جلوگیری از وقوع هر یک از حالت های حدی است که ممکن است در یک سازه (ساختمان) رخ دهد.

ساختار و محتوای فرمول های محاسباتی اصلی در محاسبه حالت های حدی گروه اول و دوم.

هنگام محاسبه حالت های محدود کننده گروه اول و دوم، همانطور که قبلا ذکر شد، مقاومت آن به عنوان شاخص مقاومت اصلی ماده تعیین می شود که (همراه با سایر مشخصات) می تواند مقادیر استاندارد و طراحی را به خود بگیرد:

آر n - مقاومت مواد هنجاری ، نشان می دهد پارامتر اصلی مقاومت مواد تأثیرات خارجی دارد و توسط فصل های مربوطه آیین نامه های ساختمانی (با در نظر گرفتن شرایط کنترل و تغییرپذیری آماری مقاومت ها) ایجاد می شود. معنای فیزیکی مقاومت هنجاری R n است ویژگی کنترل یا رد مقاومت موادبا امنیت حداقل 0.95٪؛

آر - مقاومت مواد طراحی ، با فرمول تعیین می شود:

γ متر - فاکتور ایمنی مواد ، انحرافات احتمالی مقاومت ماده را در جهت نامطلوب از مقادیر استاندارد، γ m > 1 در نظر می گیرد.

γ ج - ضریب شرایط کاری ، در صورتی که این ویژگی ها ماهیت سیستماتیک داشته باشند، اما به طور مستقیم در محاسبات منعکس نشده باشند، ویژگی های کار مواد، عناصر و اتصالات سازه ها و همچنین ساختمان ها و سازه ها را به طور کلی در نظر می گیرد. دمای حساب، رطوبت، تهاجمی محیط، تقریب طرح های طراحی و غیره)؛

ن ; ن ; γ f – ، انحرافات احتمالی بارها را در جهت نامطلوب (بزرگتر یا کوچکتر) از مقادیر استاندارد آنها در نظر می گیرد. γ n - ضریب ایمنی مسئولیت ، پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی را که ممکن است ناشی از حوادث باشد در نظر می گیرد.

ن س به عنوان مثالو مقاومت خدماتآر ser در نظر گرفته می شوند که برای محاسبات روی حالت های محدود کننده گروه دوم محاسبه می شوند.

هنگام محاسبه برای اولین گروه از حالت های حدکه با اطمینان از ظرفیت باربری سازه ها (ساختمان ها) همراه است. تایید کنیدمقادیر محاسبه شده: بارهای طراحی N و مقاومت مواد طراحیآر.

کار مواد برای سازه های باربر تحت بار و ویژگی های طراحی آنها.

فولاد.

سه بخش کار فولادی: 1 - بخش کار کشسان. 2 - منطقه کار پلاستیک؛ 3 - مقطع کار کشسان - پلاستیک .

مقاومت های هنجاری و طراحی لازم برای تجزیه و تحلیل سازه ها با توجه به مقاومت تسلیم گرفته می شود

R UP - مقاومت هنجاری فولاد که با توجه به قدرت تسلیم گرفته شده است. R y - مقاومت طراحی فولاد، با توجه به قدرت تسلیم.

R ip - مقاومت هنجاری فولاد که با توجه به مقاومت موقت گرفته شده است. R و - مقاومت طراحی فولاد، با توجه به مقاومت موقت گرفته شده است.

چوب

سازه های چوبی از چوب مخروطی و چوب سخت ساخته شده اند که به چوب های گرد - چوب، اره - چوب و تخته سه لا ساختمانی تقسیم می شوند.

کار چوب به نوع بارگذاری (کشش، فشار، خمش، خرد کردن، برش)، جهت نیرو نسبت به جهت الیاف چوب، مدت بارگذاری، نوع چوب و عوامل دیگر بستگی دارد. . وجود عیوب چوب (لایه مایل، گره، ترک و ...) تاثیر بسزایی در استحکام آن دارد. چوب به سه درجه تقسیم می شود که با کیفیت ترین چوب به عنوان درجه یک طبقه بندی می شود.

نمودار کار چوب در امتداد الیاف: 1 - در کشش; 2 - برای فشرده سازی; R^r - مقاومت زمانی چوب خالص؛ ج - تنش های معمولی؛ e - تغییر شکل های نسبی

بتن آرمه.بتن مسلح یک مصالح ساختمانی پیچیده است که در آن آرماتورهای بتن و فولاد با هم کار می کنند. برای درک عملکرد بتن مسلح و تعیین ویژگی های لازم برای محاسبه، هر یک از مواد تشکیل دهنده آن را در نظر بگیرید.

شاخص اصلی کیفیت بتن کلاس مقاومت فشاری است که بر اساس آزمایش مکعب های بتنی در سن 28 روزگی ایجاد می شود.

نمودار تنش ها و تغییر شکل های بتن: 1 - ناحیه تغییر شکل های الاستیک. 2 - منطقه تغییر شکل های پلاستیکی. σ bu - مقاومت فشاری بتن؛ σ btu - مقاومت کششی بتن. Еb - مدول الاستیسیته بتن.

اتصالات.آرماتوربندی در سازه های بتن مسلح بسته به نوع سازه، وجود پیش تنیدگی و همچنین شرایط عملیاتی ساختمان ها و سازه ها پذیرفته می شود.

با توجه به ماهیت کار تقویت کننده، که در نمودار منعکس شده است، سه نوع فولاد تقویت کننده متمایز می شود: 1. فولاد با نقطه تسلیم مشخص (فولاد تقویت کننده ملایم). مقاومت تسلیم چنین فولادهایی -σ y 2 است - فولاد تقویت کننده با مقاومت تسلیم شرطی - σ 0.2. استحکام تسلیم چنین فولادهایی برابر با تنشی است که در آن تغییر شکل باقیمانده نمونه 0.2٪ است. 3 - فولاد تقویت کننده با وابستگی خطی σ 0.2 - تقریباً در حال شکستن. برای چنین فولادهایی، مقاومت تسلیم مانند فولادهای نوع دوم تعیین می شود.

نمودارهای کشش فولادهای تقویت کننده:

سنگ تراشی.استحکام سنگ تراشی عمدتاً به مقاومت سنگ (آجر) و ملات بستگی دارد.

نمودار تغییر شکل های سنگ تراشی تحت فشار: 1 - منطقه تغییر شکل های الاستیک. 2 - منطقه تغییر شکل های پلاستیکی. R و - مقاومت موقت (متوسط مقاومت فشاری سنگ تراشی). tg φ 0 \u003d E 0 - مدول الاستیسیته (مدول اولیه تغییر شکل)

16 نوامبر 2011

برای سازه های فولادی، دو حالت حد طراحی ایجاد شده است:

اولین حالت حد طراحی، تعیین شده توسط ظرفیت باربری (، پایداری یا استقامت). این حالت حدی باید توسط تمام سازه های فولادی رعایت شود.
دومین حالت حد طراحی که با ایجاد تغییر شکل های بیش از حد (انحرافات و جابجایی ها) تعیین می شود. این حالت حدی باید توسط سازه هایی ارضا شود که بزرگی تغییر شکل ها می تواند امکان عملکرد آنها را محدود کند.

اولین حالت حد طراحی با نابرابری بیان می شود

که در آن N نیروی طراحی در سازه از مجموع اثرات بارهای طراحی P در نامطلوب ترین ترکیب است.

Ф ظرفیت باربری سازه است که تابعی از ابعاد هندسی سازه، مقاومت طراحی ماده R و ضریب شرایط کاری m است.

مقادیر ضرایب p در جدول بارهای تنظیمی و طراحی، عوامل اضافه بار آورده شده است.

برای فولاد سازه ای، مقاومت هنجاری برابر با مقاومت تسلیم فرض می شود.

(برای رایج ترین درجه فولاد ساختمانی St. 3 σ t \u003d 2400 kg / cm 2).

برای فولادهای معمولی کم کربن، k = 0.9، و برای فولادهای با کیفیت بالا (کم آلیاژ) k = 0.85.

بنابراین، مقاومت محاسبه شده R- این تنش برابر با کوچکترین مقدار ممکن استحکام تسلیم ماده است که برای طرح به عنوان حد پذیرفته شده است.

بنابراین، معادله اصلی محاسبه (1.I) به شکل زیر خواهد بود:

هنگام بررسی استحکام سازه تحت تأثیر نیروها یا گشتاورهای محوری

هنگام بررسی ساختار برای پایداری

جایی که F br و W br - مساحت و لحظه مقاومت مقطع ناخالص (بدون کسر سوراخ). φ و φ b - ضرایبی که مقاومت طراحی را به مقادیری کاهش می دهد که تعادل پایدار را تضمین می کند.