Понятие о предельных состояниях строительных конструкций

Предельными называются такие состояния для здания, соору­жения, а также основания или отдельных конструкций, при ко­торых они перестают удовлетворять заданным эксплуатацион­ным требованиям, а также требованиям, заданным при их воз­ведении. Далее везде по тексту вцелях его сокращения будет говориться только о конструкциях и зданиях, имея при этом в виду и сооружения, и основания, и соединения элементов кон­струкций.

Предельные состояния конструкций (зданий) подразделяются на две группы:

• первая группа — по потере несущей способности или непригод­ности к эксплуатации. Говоря проще, состояния, относящиеся к этой группе, считаются предельными, если в конструкции насту­пило опасное напряженно-деформированное состояние; в худшем случае, если она по этим причинам разрушилась;

• вторая группа — по непригодности к нормальной эксплуата­ции. Нормальной называется такая эксплуатация здания или его конструкции, которая осуществляется в соответствии с предусмот­ренными в нормах или заданиях на проектирование технологичес­кими или бытовыми условиями. Другими словами, возможны случаи, когда конструкция не потеряла несущей способности, т.е. удовлетворяет требованиям первой группы предельных состо­яний, но ее деформации (например, прогибы или трещины) та­ковы, что нарушают технологический процесс или нормальные ус­ловия нахождения людей в помещении.

К предельным состояниям первой группы относятся:

• общая потеря устойчивости формы (рис. 2.1, а, б);

• потеря устойчивости положения (рис. 2.1, в, г);

• хрупкое, вязкое или иного характера разрушение (рис. 2.1, д);

• разрушение под совместным воздействием силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды и др.

К предельным состояниям второй группы относятся состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций (зданий) или снижающие их долговечность вследствие появлений недопу­стимых перемещений (прогибов, осадок, углов поворота), коле­баний и трещин.

Например, подкрановая балка, оставаясь прочной и надежной в работе, может прогнуться больше, чем установлено нормами. Вследствие этого мостовому крану с грузом приходится как бы выезжать из «ямы», образовавшейся вследствие прогиба балки, что создает дополнительные нагрузки на его узлы и ухудшает условия его нормальной эксплуатации. Другой пример: при прогибе дере­вянных оштукатуренных поверхностей (потолка) более чем на ⅓₀₀ длины пролета начинает отпадать штукатурка. Прочность балки при этом может быть не исчерпана, но нарушаются нормальные быто­вые условия и может возникнуть опасность для здоровья и жизни людей. К аналогичным последствиям может привести чрезмерное раскрытие трещин, которые допустимы в железобетонных и камен­ных конструкциях, но ограничиваются нормами.