Главная | Обратная связь

Основні поняття про методи розрахунку будівельних конструкцій

Метод розрахунку по допустимим напругам на основі якого ми вивчали опір матеріалів базується на припущенні, що матеріали будівельних конструкцій є ідеально пружні, тобто не враховує дійсних властивостей будівельних матеріалів, які в більшості випадків мають пружно-пластичні властивості. Крім того, цей метод не враховує дійсні умови роботи конструкцій під навантаженням. В багатьох випадках виявляється, що дійсна міцність конструкцій набагато більша від розрахункової.

Оснований на прийнятті єдиного постійного коефіцієнта запасу міцності, цей метод не задовольняє сучасним вимогам до будівель і споруд, що призводить в одних випадках до надмірної міцності, а в інших – до її зменшення.

Виходячи з цих та інших суттєвих недоліків методу розрахунку по допустимим напругам, в тридцятих роках ХХ століття для розрахунку будівельних конструкцій був прийнятий метод розрахунку по руйнівним навантаженням.

Метод розрахунку по руйнівним навантаженнямбудується на більш широкому використанні експериментальних даних та узагальнення досвіду будівництва, а також із аналізу пластичних властивостей матеріалів.

Коротко познайомимося з його основами. Суть цього методу зводиться до того, щоб найбільше навантаження F_max, що діє на всю конструкцію, не перевищувало допустимого значення найбільшого навантаження [F], тобто F_max≤[F], де [F] – допустиме навантаження, що дорівнює руйнівному навантаженню F_р, діленому на коефіцієнт запасу міцності:

[F]=

При цьому під руйнівним навантаженням розуміють таку її величину, при якій подальша нормальна експлуатація конструкції неможлива.

Розрахунки по методу руйнівних навантажень базуються інколи на припущені, що матеріал конструкцій має ідеальні пружно-пластичні властивості. Графічно це можна зобразити у вигляді діаграми на рис.125 ( діаграма Прандтля ). Із діаграми видно, що матеріал передбачається ідеально пружним до границі текучості (ділянка ОА), а по досягненні σ_т він набуває ідеально пластичні властивості, в наслідок чого його деформації можуть безперервно зростати при постійній напрузі σ_Т (ділянка АВ ).

Рис.125

Розглянемо стальну двотаврову балку (рис 126,а), в небезпечному перерізі якої найбільша напруга дорівнює границі текучості. Величину згинального моменту в цьому стані позначимо М_Т. Із епюри нормальних напруг (рис.126,б) видно, що напруги, які дорівнюють σ_т, діють лише в крайніх волокнах балки, а вся інша частина її знаходиться у пружному стані.

Для подальшої деформації балки потрібно збільшити навантаження, так як її несуча здатність ще не вичерпана.

Із збільшенням згинального моменту зона текучості розповсюджується в середину балки (рис.126,в), а потім при якомусь граничному значенні згинального моменту зона текучості розповсюджується по всьому перерізу, і в цьому випадку, несуча здатність балки буде вичерпана.

Рис.126

Епюра напруг прийме вигляд, показаний на рис.126,г. Подальша деформація відбудеться вже без збільшення навантаження, і в небезпечному перерізі утвориться так званий пластичний шарнір(рис.126,д), поява якого означає втрату несучої здатності балки.

Навантаження від дії якого в небезпечному перерізі балки утворюється пластичний шарнір, називається руйнівним навантаженням, а згинальний момент, викликаний цим навантаженням – руйнівним згинальним моментом.