Две группы предельных состояний для расчёта ЖБ конструкций

С 1955 г. расчет железобетонных конструкций в СССР производится по методу предельных состояний. Под предельным понимают такое состояние конст­рукции, после достижения которого дальнейшая эксплуа­тация становится невозможной вследствие потери спо­собности сопротивляться внешним нагрузкам или получения недопустимых перемещений или местных по­вреждений. В соответствии с этим установлены две груп­пы предельных состояний: первая—по несущей способности; вторая — по пригодности к нормальной эксплуатация.

Расчет по первой группе предельных состояний выполняется с целью предотвращения разрушения кон­струкций (расчет по прочности), потери устойчивости формы конструкции (расчет на продольный изгиб) или ее положения (расчет на опрокидывание или скольже­ние), усталостного разрушения (расчет на выносли­вость) .

Расчет по второй группе предельных состояний имеет цель не допустить развитие чрезмерных деформа­ций (прогибов), исключить возможность образования трещин в бетоне или ограничить ширину их раскрытия, а также обеспечить в необходимых случаях закрытие трещин после снятия части нагрузки.

Расчет по первой группе предельных состояний является основным и используется при подборе сечений. Расчет по второй группе производится для тех конструкций, которые, будучи прочными, теряют свои эксплуатацион­ное качества вследствие чрезмерных прогибов (балки больших пролетов при относительно малой нагрузке), образования трещин (резервуары, напорные трубопроводы) или чрезмерного раскрытия трещин, приводящего к преждевременной коррозии арматуры.

Нагрузки, действующие на конструкцию, и прочностные характеристики материалов, из которых конструк­ция изготовлена, обладают изменчивостью и могут отличаться от средних значений. Поэтому для обеспечения того, чтобы за время нормальной эксплуатации сооружения не наступило ни одного из предельных состояний, вводится система расчетных коэффициентов, учитываю­щих возможные отклонения (в неблагоприятную сторо­ну) различных факторов, влияющих на надежную работу конструкций: 1) коэффициенты надежности по нагруз­ке γ_{f ,}учитывающие изменчивость нагрузок или воздей­ствий; 2) коэффициенты надежности по бетону γ_b и ар­матуре γ_s, учитывающие изменчивость их прочностных свойств; 3) коэффициенты надежности по назначению конструкции γ_nучитывающие степень ответственности и капитальности зданий и сооружений; 4) коэффициенты условий работы γ_biи γ_{si ,} позволяющие оценить некото­рые особенности работы материалов и конструкций в це­лом, которые не могут быть отражены в расчетах прямым путем.

Расчетные коэффициенты устанавливают на основе вероятностно-статистических методов. Они обеспечивают требуемую надежность работы конструкций для всех ста­дий: изготовления, транспортирования, возведения и эксплуатации.

Таким образом, основная идея метода расчета по пре­дельным состояниям заключается в обеспечении условия, чтобы даже в тех редких случаях, когда на конструкцию действуют максимально возможные нагрузки, прочность бетона и арматуры минимальна, а условия эксплуатации наиболее неблагоприятны, конструкция не разрушилась и не получила бы недопустимых прогибов или трещин. При этом во многих случаях удается получать более эко­номичные решения, нежели при расчете ранее применяв­шимися методами.