Расчет по моделям «распорок и тяжей»

(1) Модели «распорки и тяжи» используются при проверке предельного состояния по несущей способности непрерывных областей (зоны балок и плит в состоянии трещинообразования, см. 6.1 – 6.4) и при проверке предельного состояния по несущей способности областей с разрывами сплошности (см. 6.5). Как правило, модели выходят за границу разрывов максимально на расстояние h (высота поперечного сечения элемента). Модели «распорки и тяжи» могут быть также использованы в элементах, в которых принято линейное распределение в пределах поперечного сечения, например, при плоской деформации.

(2) Проверка предельного состояния по эксплуатационной пригодности может также производиться с помощью модели «распорки и тяжи» (например, проверка напряжения стали и контроль ширины раскрытия трещин), если обеспечена приблизительная совместимость модели «распорки
и тяжи» (в частности положение и направление главных распорок должны, как правило, ориентироваться согласно линейной теории упругости).

(3) Модели «распорки и тяжи» состоят из распорок, представляющих поля сжимающих напряжений, тяжей, представляющих арматуру, и соединительных узлов. Усилия в элементах модели «распорки и тяжи» определяются, как правило, при соблюдении равновесия с приложенными нагрузками
в предельном состоянии по несущей способности. Элементы модели «распорки и тяжи» должны иметь размеры, определяемые по правилам, приведенным в 6.5.

(4) Тяжи модели «распорки и тяжи», как правило, должны совпадать по положению и направлению с соответствующим армированием.

(5) Возможные способы развития подходящих моделей «распорки и тяжи» включают использование траекторий и распределение напряжений в соответствии с линейной теорией упругости или методом траекторий (путей) передачи нагрузки. Все модели «распорки и тяжи» могут быть оптимизированы на основе энергетических критериев.

Нелинейный расчет

(1)P Нелинейные методы расчета используются для проверки предельных состояний по несущей способности и эксплуатационной пригодности, при обеспечении условий равновесия и совместности деформаций с учетом нелинейного поведения материалов. Расчет производится по теории первого или второго порядка.

(2) В предельном состоянии по несущей способности, как правило, следует проверить расчетом способность местных критических сечений к устойчивому восприятию любых неупругих деформаций, учтенных в расчете, принимая во внимание несовершенства.

(3) Для конструкций, преимущественно нагруженных статическими нагрузками, в общем случае, влияние предшествующих приложенных нагрузок может не учитываться и принимается монотонное увеличение интенсивности воздействий.

(4)P При нелинейном расчете должны применяться такие характеристики материалов, которые отражают реальную жесткость и учитывают погрешности разрушения. Следует применять только такие методы проектирования, которые отвечают основным областям применения.

(5) Для гибких конструкций, в которых нельзя пренебрегать воздействиями второго порядка, используется метод по 5.8.6.

Расчет эффектов второго порядка при осевой нагрузке

Определения

Двухосный изгиб: одновременный изгиб вдоль двух главных осей.

Раскрепленные элементы или системы: конструктивные элементы или подсистемы, для которых при расчете и проектировании принято, что они не способствуют общей горизонтальной устойчивости конструкции.

Раскрепляющие элементы или системы: конструктивные элементы или подсистемы, для которых при расчете и проектировании принято, что они способствуют общей горизонтальной устойчивости конструкции.

Потеря устойчивости при продольном изгибе: разрушение вследствие неустойчивости элемента или конструкции при действии преимущественно продольной силы без поперечной нагрузки.

Примечание — Определенная выше как «Чистая потеря устойчивости при продольном изгибе» в реальных несущих конструкциях не является определяющим предельным состоянием, поскольку одновременно учитываются несовершенства и поперечные нагрузки, но номинальная критическая нагрузка может использоваться как параметр в некоторых методах для расчета эффектов второго порядка.

Критическая продольная нагрузка: нагрузка, при которой происходит потеря устойчивости при продольном изгибе; для отдельных упругих элементов она является синонимом нагрузки Эйлера.

Расчетная длина: длина, используемая для учета формы кривой перемещений. Она также может быть определена как длина зоны продольного изгиба, т. е. длина шарнирно закрепленной по концам колонны с постоянной продольной силой, которая имеет такие же поперечные сечения и критическую продольную нагрузку, как фактический элемент.

Эффекты первого порядка: эффекты от воздействия, которые рассчитываются без учета влияния деформации конструкции, но с учетом геометрических несовершенств.

Отдельные (отдельно стоящие) элементы: элементы, которые действительно расположены отдельно, или элементы конструкции, которые в процессе расчета рассматриваются как отдельностоящие. Примеры отдельных элементов с различными граничными условиями приведены на рисунке 5.7.

Номинальный момент с учетом эффектов второго порядка: момент с учетом эффектов второго порядка, который используется в определенных методах расчета, дающий общий момент, отвечающий предельному сопротивлению поперечного сечения, см. также 5.8.5 (2).

Эффекты второго порядка: дополнительные эффекты от воздействия, обусловленные деформацией конструкции.

Общие положения

(1) В настоящем разделе рассматриваются элементы и конструкции, в которых поведение конструкции существенно зависит от эффектов второго порядка (например, колонны, стены, сваи, арки и оболочки). В общем случае эффекты второго порядка преимущественно возникают в конструкциях
с гибкой связевой системой.

(2)P Если принимается во внимание влияние эффектов второго порядка (см. также (6)), необходимо проверить равновесие и устойчивость в деформированном состоянии. Деформацию необходимо рассчитывать с учетом образования трещин, нелинейных свойств материалов и ползучести.

Примечание — Если для расчета принимаются линейные свойства материалов, то это должно учитываться путем уменьшения значений жесткости, см. 5.8.7.

(3)P При необходимости, расчет должен включать влияние податливости примыкающих элементов и фундаментов (взаимодействие «грунтовое основание — строение»).

(4)P Необходимо рассматривать поведение конструкции в направлении, в котором может возникнуть деформация, но, при необходимости, следует принимать во внимание двухосный изгиб.

(5)P Погрешности геометрии и расположения осевых нагрузок следует учитывать как дополнительные эффекты первого порядка, основываясь на геометрических несовершенствах, см. 5.2.

(6) Эффекты второго порядка могут не учитываться, если они составляют менее 10 % от соответствующих эффектов первого порядка. Упрощенные критерии приведены для отдельных элементов в 5.8.3.1 и для конструкций — в 5.8.3.3.