Метод предельных состояний

Согласно нормам предельным состоянием является такое состояние, при достижении которого конструктивная система или составляющий её элемент перестают удовлетворять заданным требованиям.

При расчетах железобетонных конструкций выделяют две группы предельных состояний:

- предельные состояния первой группы, связанные с потерей прочности, устойчивости и другими формами разрушения конструктивной системы или её элементов, создающего опасность для жизни людей;

- предельные состояния второй группы, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций и связанные с ограничением: а) чрезмерных деформаций и перемещений, неблагоприятно воздействующих на внешний вид конструкции, затрудняющих протекание технологических процессов, создающих повреждения отделки и других неконструктивных элементов; б) недопустимого трещинообразования в бетоне конструкции, неблагоприятно влияющего на её внешний вид и долговечность; в) вибрационных воздействий, создающих дискомфорт для людей, повреждения зданий или их частей.

Расчеты по предельным состояниям первой группы включают:

- расчеты по прочности;

- расчеты по устойчивости формы и устойчивости положения;

- расчеты на выносливость при действии многократно повторяющейся нагрузки.

Расчетные условия метода предельных состояний в общем случае имеют вид:

где E_d – расчетное воздействие эффекта от воздействия

R_d – расчетное значение предельного усилия

где a_d – расчетные значение геометрических характеристик конструкции;

γ_sd – частный коэффициент, учитывающий погрешности расчетной модели, применяемой для определения эффекта от воздействия, а также возможные ошибки при моделировании собственно воздействий;

γ_f,I – частный коэффициент безопасности для воздействия, учитывающий возможность неблагоприятного отклонения от репрезентативного значения F_rep,I определяемого по формуле:

F_k – нормативное значение воздействия

- коэффициент сочетаний для воздействия, учитывающий вероятность их совместного появления в расчетной ситуации

В свою очередь расчетное значение предельного усилия, которое способна воспринять конструкция:

где - нормативное значение характеристики свойств материала

- частный коэффициент, учитывающий погрешности расчетной модели, применяемой при определении предельных усилий

– среднее значение корректирующего коэффициента, учитывающего влияние масштабного фактора, эффектов температуры, влажности и тд на характеристики материала в стандартном образце и конструкции

– частный коэффициент безопасности для материала, учитывающий возможность неблагоприятного отклонения характеристики свойств материала от её нормального значения.

Расчеты по предельным состояниям второй группы включают:

- расчеты по образованию, раскрытию и закрытию трещин

- расчеты по деформациям

При расчете по предельным состояниям второй группы проверяется общее условие, согласно которому значения расчетных эффектов, вызванных воздействием E_d не должны превышать допустимых значений, установленных нормативными документами:

где - допустимое значение эффекта, установленное нормативными документами с точки зрения обеспечения нормальных условий эксплуатации конструкции