Методы проектирования бетона или философия проектирования бетона, такие как метод рабочего напряжения, метод предельной прочности и метод предельного состояния, используются для проектирования железобетонных, стальных и деревянных конструкций.
Эти методы проектирования основаны на определенных допущениях и процедурах, которые используются для выполнения условий безопасности, функциональности, работоспособности и экономичности конструкции.
В разных частях света было представлено несколько философий проектирования. Эти философии проектирования обычно принимаются различными кодексами, например, метод предельной прочности был разработан в 1950-х годах и принят кодексом ACI в 1956 году, британскими кодексами в 1957 году и индийскими кодексами в 1964 году. Аналогично, метод предельного состояния является самым последним методом, который принят кодексом ACI, британским кодексом и индийским стандартом.
Наконец, диаграмма напряжений и диаграмма деформаций для каждой философии проектирования представлены на рис.1, рис.2 и рис.3. Также показаны различные напряжения и деформации в бетонных секциях под приложенной нагрузкой на основе каждого метода проектирования.
Таблица 1 Разница между различными методами проектирования; метод рабочих напряжений, метод предельной прочности и метод предельного состояния
Метод рабочих напряженийМетод предельной прочностиМетод предельного состоянияОн также известен как метод упругого проектирования, метод модульного соотношения или метод альтернативного проектирования. Он также называется методом расчета по предельной нагрузке или методом коэффициента нагрузки. Он также называется методом пластического проектирования. Он основан на теории упругости, которая предполагает, что бетон и сталь упруги, а кривая напряжения-деформации линейна для обоих. Он использует фактическую кривую напряжение-деформация.Этот метод основан на фактических кривых напряжение-деформация стали и бетона. Для бетона кривая напряжение-деформация является нелинейной.Это метод проектирования RCC на основе напряжения.Это метод проектирования на основе деформации.Это метод проектирования RCC на основе деформации.Ограничивает конструктивную полезность материала конструкции до определенной нагрузки, при которой максимальное напряжение в крайних волокнах достигает характеристической прочности материала при изгибе.Ограничивает конструктивную полезность материала конструкции до предельной нагрузки. Ограничивает конструктивную полезность материала конструкции до определенной нагрузки, при которой приемлемый предел безопасности и работоспособности применяется так, что разрушение конструкции не происходит. В нем используются коэффициенты безопасности только для напряжений (для получения допустимых напряжений), но не для нагрузок. В результате, он не дает истинного запаса прочности по отношению к нагрузкам, поскольку нагрузка разрушения неизвестна. Коэффициенты нагрузки используются для рабочих нагрузок, а коэффициенты снижения прочности используются для материалов. Частичный коэффициент безопасности учитывается как для нагрузок, так и для напряжений (чтобы получить расчетные значения напряжений). Метод рабочих напряжений имеет дело только с работоспособностью, такой как трещины, вибрация, прогиб и т.д. Метод предельной нагрузки имеет дело только с безопасностью, такой как прочность, опрокидывание, скольжение, смятие, усталость. В нем учитывается предельная прочность конструкции, а также требования к работоспособностиПроектируемые секции неэкономичны, поскольку они имеют большие размеры и используют большее соотношение армирования по сравнению с двумя другими философиями проектирования.Проектируемые секции экономичны.Проектируемые секции экономичны как с точки зрения предельного состояния, так и с точки зрения работоспособности.-Несмотря на то, что учитывается нелинейное поведение материалов при деформации, нелинейный анализ конструкции не проводился для воздействия нагрузки. Следовательно, распределение напряжений при предельной нагрузке является просто увеличением эксплуатационной нагрузки на коэффициент нагрузки в соответствии с линейной теорией упругости. Процесс перераспределения напряжений и перераспределения моментов учитывается в анализе, и при проектировании используются более реалистичные значения коэффициента безопасности. Он обеспечивает лучшие показатели работоспособности при эксплуатационных нагрузках по сравнению с методом предельной прочности, поскольку расчетные сечения большие. Он не учитывает критерии работоспособности – прогиб и трещины. Проектируемые сечения удовлетворительно выполняют требования по работоспособностиЭтот метод доступен только тогда, когда необходимо исследовать железобетонное сечение на эксплуатационные напряжения и на состояние работоспособности – прогиб и растрескивание.–Не различает различные виды нагрузок, действующих одновременно, но имеющих различную неопределенность.Рассматривает влияние различных нагрузок, действующих одновременно, но имеющих различную неопределенность. Точный запас прочности неизвестен. Коэффициент нагрузки дает точный запас прочности от разрушения. Точный запас прочности известен. Он не учитывает усадку и ползучесть, которые зависят от времени и пластичности. Метод не учитывает эффекты ползучести и усадки. Он не уделяет внимания условиям, возникающим во время разрушения. Метод основан на предельной деформации как критерии разрушения. требования к работоспособности до наступления разрушения называется предельным состоянием. Этот метод основан на концепции безопасности при предельных нагрузках (метод предельных нагрузок) и работоспособности при рабочих нагрузках (метод рабочих напряжений).Прочность материала не полностью использована в проектируемом элементеПрочность материала полностью использована в проектируемом элементеПрочность материала полностью использована в проектируемом элементе.
Диаграмма напряжений и деформаций по методу рабочих напряжений
Диаграмма напряжений и деформаций по методу предельной прочности
Диаграмма напряжений и деформаций по методу предельного состояния
- Кривые при выравнивании автомобильных дорог – типы кривых.
- Концепция проектирования высотных зданий из железобетона.
- Метод расчета конструкций по предельным состояниям, рабочим напряжениям и предельным нагрузкам.
- Факторы, влияющие на прогибы железобетонных балок и перекрытий.
- Кривая напряжение-деформация для бетона.
- Методы управления проектами – PERT, CPM и диаграмма Ганта.
- Диаграмма Ганта в управлении строительством – особенности и преимущества [PDF].