МЕТОДЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КАМЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ - Строительство и ремонт

Каменные конструкции проектировались и продолжают проектироваться на основе метода расчета по допустимым напряжениям (также называемого методом расчета по эксплуатационным нагрузкам или методом расчета по рабочим напряжениям). В этом методе конструкция пропорционируется (проектируется) для того, чтобы противостоять определенным нормами эксплуатационным нагрузкам, которые предполагаются как нагрузки, которым конструкция может подвергаться в течение срока службы. Допустимые (или рабочие) напряжения, используемые при проектировании, являются частью принятых пределов прочности материалов (например, предел прочности на сжатие каменной кладки и предел текучести стальной арматуры), используемых при проектировании. Конструкция проектируется таким образом, чтобы фактические (т.е. расчетные) напряжения не превышали допустимые.

Основная предпосылка метода прочности заключается в том, что он приводит к созданию более экономичных конструкций и обеспечивает более реалистичный учет безопасности. В методе расчета на прочность, предусмотренные нормами эксплуатационные нагрузки (такие как мертвая нагрузка, живая нагрузка, ветровая нагрузка, давление грунта, давление жидкости и т.д.), которые должны действовать на конструкцию, увеличиваются путем умножения на определенные коэффициенты, называемые коэффициентами нагрузки (которые различны для разных нагрузок, также называются коэффициенты в некоторых нормах проектирования), в результате чего получаются так называемые факторизованные нагрузки. Затем конструкция подбирается таким образом, чтобы ее расчетная прочность, равна или превышает требуемую прочность (т.е. влияние факторизованных нагрузок, также иногда называемое требованием). Эта простая зависимость может быть выражена следующим уравнением:

…..(1)

где, = коэффициент снижения прочности
= сопротивление, обеспечиваемое конструкцией (или номинальная прочность)
U= требуемая прочность (т.е. влияние факторизованных нагрузок на конструкцию).
Уравнение (1) является общим уравнением, которое представляет собой взаимосвязь между расчетной прочностью конструкции и требуемой прочностью (влияние нагрузки). В правой части этого уравнения U представляет собой требуемую прочность или влияние нагрузок, таких как изгибающий момент, сдвигающая сила, осевая сила и т.д., полученных в результате структурного анализа. В конкретных терминах прочности элементов, таких как моменты (M), сдвиг (V) и осевая нагрузка (P), уравнение (1) может быть записано следующим образом:

В уравнениях (2) – (4) подстрочные индексы n и u означают, соответственно, номинальную прочность и влияние факторизованной нагрузки (или требования). Коэффициент снижения прочности связанный с различными типами номинальной прочности (момент, сдвиг, осевая нагрузка и т.д.), определяется для каждого типа условий нагружения. Номинальная прочность рассчитывается на основе принципов прикладной механики с использованием факторизованных нагрузок, которые основаны на нагрузках, определенных нормами эксплуатации.
Существует много веских причин для применения коэффициентов снижения прочности к номинальной прочности:
1.Фактические нагрузки могут отличаться от тех, которые предполагаются в проектных расчетах.
2.Фактическое распределение нагрузки в конструкции может отличаться от принятого при проектировании.
3.Фактические размеры элементов могут отличаться от принятых при расчете.
4.Фактическая прочность материалов может отличаться от принятой/определенной в проекте.
5.Допущения и упрощения, принятые при проектировании, могут привести к воздействию нагрузок (момент, сдвиг, осевые нагрузки и т.д.), отличных от тех, которые реально действуют на конструкцию.
6.Фактическое поведение конструкции может отличаться (обычно так и происходит) из-за наличия избыточности (влияние жесткости, обеспечиваемой неструктурными элементами, игнорируется в структурном анализе).
7.Арматура может находиться не в том положении, которое было указано проектировщиком.
Для учета этих неопределенностей номинальная прочность элемента снижается путем умножения на коэффициент снижения прочности. ; его значение зависит от нагрузок на элемент, таких как момент, сдвиг, сжатие и т.д.

Читайте далее: