¿Qué son los estados límite y cómo abordarlos en relación con los cálculos estructurales? De todos es sabido que existen dos grupos de estados límite: los primeros y los segundos. ¿Qué significa esta división?
El nombre en sí " estado límite" significa que para cualquier estructura, bajo ciertas condiciones, se produce un estado en el que se agota un cierto límite. Convencionalmente, para facilitar los cálculos, se derivaron dos de estos límites: el primer estado límite es cuando se agota el límite de resistencia, estabilidad y resistencia de la estructura; el segundo estado límite es cuando las deformaciones de la estructura exceden el máximo permisible (el segundo estado límite para el hormigón armado también incluye restricciones en la aparición y apertura de grietas).
Antes de proceder al análisis de los cálculos para el primer y segundo estado límite, es necesario comprender qué parte del cálculo estructural se divide generalmente en estas dos partes. Cualquier cálculo comienza con la recogida de la carga. Luego sigue la elección del esquema de diseño y el cálculo en sí, como resultado de lo cual determinamos las fuerzas en la estructura: momentos, fuerzas longitudinales y transversales. Y solo después de que se hayan determinado los esfuerzos, procedemos a los cálculos para el primer y segundo estado límite. Por lo general, se realizan exactamente en esta secuencia: primero el primero, luego el segundo. Aunque hay excepciones, más sobre ellas a continuación.
No se puede decir qué es más importante para cualquier estructura: resistencia o deformabilidad, estabilidad o resistencia al agrietamiento. Es necesario realizar cálculos en base a dos estados límite y averiguar cuál de las limitaciones es la más desfavorable. Pero cada tipo de estructura tiene sus propios puntos especiales que es útil conocer para facilitar la navegación en el entorno de estados límite. En este artículo usaremos ejemplos para analizar estados límite para varios tipos estructuras de hormigón armado.
Entonces, necesita calcular un elemento de flexión y se pregunta dónde comenzar el cálculo y cómo saber si se ha calculado todo. Todos recomiendan hacer cálculos no solo para el primer estado límite, sino también para el segundo. ¿Pero, qué es esto? ¿Dónde están los detalles?
Para calcular los elementos de flexión, necesitará el "Manual para el diseño de estructuras de hormigón y hormigón armado de hormigón pesado sin refuerzo pretensado (según SNiP 2.03.01-84)" y el propio SNiP 2.03.01-84 "Hormigón y hormigón armado". estructuras”, necesariamente con la modificación 1 (muy importante para los cálculos del segundo grupo de estados límite).
Abra la sección 3 del manual “Cálculo de elementos de hormigón armado según estados límite del primer grupo”, es decir, “Cálculo de elementos de hormigón armado según resistencia” (a partir del párrafo 3.10). Ahora necesitas saber en qué etapas consta:
- esta es la parte del cálculo en la que comprobamos si nuestra estructura resistirá la influencia de un momento flector. La combinación de dos está marcada. factores importantes: tamaño seccional del elemento y área de refuerzo longitudinal. Si la verificación muestra que el momento que actúa sobre la estructura es menor que el máximo permitido, entonces todo está bien y se puede pasar a la siguiente etapa.
2) Cálculo de secciones inclinadas al eje longitudinal del elemento.- Este es un cálculo de una estructura bajo la acción de una fuerza lateral. Para comprobarlo, es importante para nosotros establecer las dimensiones de la sección transversal del elemento y el área del refuerzo transversal. Al igual que en la etapa anterior de cálculo, si la fuerza lateral actuante es inferior al máximo permitido, la resistencia del elemento se considera asegurada.
Ambas etapas, junto con ejemplos, se analizan en detalle en el manual. Estos dos cálculos son cálculos completos de resistencia para elementos de flexión clásicos. Si hay alguno condiciones especiales(cargas repetidas, dinámica), deben tenerse en cuenta al calcular la fuerza y la resistencia (a menudo, la contabilidad se realiza introduciendo coeficientes).
1) Cálculo de elementos de hormigón armado para la formación de fisuras.- Esta es la primera etapa en la que descubrimos si se forman grietas en nuestro elemento cuando se exponen a las fuerzas que actúan sobre él. Las grietas no se forman si nuestro momento máximo Mr es menor que el momento que induce la grieta Mcrc.
2) Cálculo de elementos de hormigón armado en función de la apertura de fisuras.– Esta es la siguiente etapa en la que verificamos el tamaño de la abertura de la grieta en la estructura y lo comparamos con las dimensiones permitidas. Preste atención al párrafo 4.5 del manual, que estipula en qué casos no es necesario realizar este cálculo; no necesitamos ningún trabajo adicional. Si el cálculo es necesario, entonces es necesario realizar dos partes:
a) cálculo para la apertura de fisuras normales al eje longitudinal del elemento– lo llevamos a cabo de acuerdo con las cláusulas 4.7-4.9 del manual ( con consideración obligatoria de la enmienda 1 a SNiP, porque el cálculo allí ya es radicalmente diferente);
b) cálculo para la apertura de grietas inclinadas al eje longitudinal del elemento– debe realizarse según el apartado 4.11 del manual, teniendo en cuenta también el cambio 1.
Naturalmente, si según la primera etapa del cálculo no se forman grietas, nos saltamos la etapa 2.
3) Determinación de la deflexión– esta es la última etapa del cálculo del segundo estado límite para elementos flexibles de hormigón armado, se realiza de acuerdo con los párrafos 4.22-4.24 del manual. En este cálculo, necesitamos encontrar la deflexión de nuestro elemento y compararla con la deflexión normalizada por DSTU B.V.1.2-3:2006 “Deflexiones y desplazamientos”.
Si se completan todas estas partes de los cálculos, se considerará que se completa el cálculo del elemento tanto para el primer como para el segundo estado límite. Por supuesto, si hay alguna característica de diseño (revestimiento en el soporte, orificios, cargas concentradas, etc.), entonces el cálculo debe complementarse teniendo en cuenta todos estos matices.
Las etapas de este cálculo no son particularmente diferentes de las etapas de cálculo de elementos de flexión, y la literatura es la misma.
El cálculo del estado límite del primer grupo incluye:
1) Cálculo de secciones normales al eje longitudinal del elemento.– este cálculo, al igual que para los elementos de flexión, determina tamaño requerido sección del elemento y su refuerzo longitudinal. Pero a diferencia del cálculo de elementos flectores, donde se compara la resistencia de la sección con la acción del momento flector M, en este cálculo se resalta la fuerza vertical máxima N y la excentricidad de la aplicación de esta fuerza “e” (cuando se multiplica , sin embargo, todavía dan el mismo momento de flexión). El manual describe en detalle la metodología de cálculo para todas las secciones estándar y no estándar (a partir del párrafo 3.50).
Característica de este cálculo es que es necesario tener en cuenta la influencia de la deflexión del elemento, y también se tiene en cuenta la influencia del refuerzo indirecto. La deflexión del elemento se determina al calcular según el segundo grupo de estados límite, pero al calcular según el primer estado límite, se permite simplificar el cálculo introduciendo un coeficiente de acuerdo con la cláusula 3.54 del manual.
2) Cálculo de secciones inclinadas al eje longitudinal del elemento.– este cálculo de la acción de la fuerza lateral según el párrafo 3.53 del manual es similar al cálculo de los elementos de flexión. Como resultado del cálculo obtenemos el área de refuerzo transversal en la estructura.
El cálculo del estado límite del segundo grupo consta de los siguientes pasos:
1) Cálculo de elementos de hormigón armado para la formación de fisuras.
2) Cálculo de elementos de hormigón armado en función de la apertura de fisuras.
Estas dos etapas son absolutamente similares al cálculo de elementos de flexión: hay fuerzas máximas, es necesario determinar si se forman grietas; y si se forman, entonces, si es necesario, hacer un cálculo para la apertura de grietas, normales e inclinadas al eje longitudinal del elemento.
3) Determinación de la deflexión. Exactamente de la misma manera que para los elementos curvados, en el caso de elementos comprimidos excéntricamente es necesario determinar la deflexión. Las deflexiones límite, como siempre, se pueden encontrar en DSTU B V.1.2-3:2006 “Deflexiones y desplazamientos”.
El cálculo de las fundaciones es fundamentalmente diferente de los cálculos anteriores. Como siempre, al calcular los cimientos, es necesario comenzar con la recopilación de cargas o con el cálculo del marco del edificio, como resultado de lo cual se determinan las cargas principales sobre los cimientos N, M, Q.
Una vez recopiladas las cargas y seleccionado el tipo de cimentación, es necesario proceder al cálculo de la base del suelo debajo de la cimentación. Este cálculo, como cualquier otro cálculo, se divide en cálculos para el primer y segundo estado límite:
1) garantizar la capacidad de carga de la base de la cimentación - se verifica la resistencia y estabilidad de la cimentación (primer estado límite) - ejemplo de cálculo base de tira ;
2) cálculo de la cimentación basado en las deformaciones: determinación de la resistencia de cálculo del suelo de la cimentación, determinación del asentamiento, determinación del balanceo de la cimentación (segundo estado límite).
El "Manual sobre el diseño de cimientos de edificios y estructuras (según SNiP 2.02.01-83)" le ayudará a comprender este cálculo.
Como ya entendió por la redacción, al determinar el tamaño de la base de la base (ya sea una tira o una base de columnas), en primer lugar realizamos el cálculo de la base del suelo, y no de la base. Y en este cálculo (excepto en suelos rocosos), es mucho más importante calcular la base en función de las deformaciones, todo lo que se enumera en el párrafo 2 anterior. El cálculo basado en el primer estado límite a menudo no es necesario en absoluto, porque Prevenir las deformaciones es mucho más importante; éstas ocurren mucho antes que la pérdida de capacidad portante del suelo. En qué casos se debe realizar el cálculo utilizando el primer grupo de estados límite se puede encontrar en el párrafo 2.259 del manual.
Ahora veamos el cálculo de la base en función de las deformaciones. Muy a menudo, los diseñadores estiman la resistencia de diseño del suelo, la comparan con la carga sobre el suelo del edificio, seleccionan el área requerida de la base y se detienen allí. Este es el enfoque equivocado, porque... sólo se ha completado una parte del trabajo. El cálculo de la cimentación se considerará completo cuando se hayan completado todos los pasos enumerados en el apartado 2.
Es muy importante determinar el asentamiento de las fundaciones. Esto es especialmente importante bajo diferentes cargas o suelos irregulares, cuando existe el riesgo de que los cimientos se asienten de manera desigual (esto se describe en detalle en este artículo "Lo que necesita saber sobre los cimientos monolíticos de tiras"). Para estar seguro de la integridad continua de las estructuras del edificio, siempre se debe verificar la diferencia en los asentamientos de los cimientos de acuerdo con la Tabla 72 del manual. Si la diferencia de asentamiento es superior al máximo permitido, existe riesgo de grietas en las estructuras.
El recorrido de la base debe determinarse en presencia de momentos flectores que actúan sobre la base. El rollo también debe revisarse cuando hay una carga desigual en el suelo; esto también afecta la deformación de la base del suelo.
Pero una vez que se haya calculado la base de acuerdo con el segundo y posiblemente el primer estado límite y se hayan determinado las dimensiones de la base de la base, es necesario pasar a la siguiente etapa: el cálculo de la base en sí.
Al calcular la base, determinamos la presión debajo de la base de la base. Esta presión se aplica a la suela como una carga (dirigida de abajo hacia arriba), y el soporte es una columna o pared que descansa sobre la base (una especie de cabeza abajo). Resulta que en cada dirección desde el soporte tenemos una consola (generalmente estas consolas son las mismas), y deben calcularse teniendo en cuenta una carga distribuida uniformemente igual a la presión debajo de la base de la base. Es bueno entender el principio de cálculo usando un ejemplo. cimentación columnar puede utilizar el "Manual para diseñar cimientos sobre cimientos naturales para columnas de edificios y estructuras (según SNiP 2.03.01-84 y SNiP 2.02.01-83)": todas las etapas del cálculo, tanto la primera como la segunda, se describen allí en ejemplos de estado límite. Con base en los resultados del cálculo de la consola, primero determinamos la altura de su sección y refuerzo (este es un cálculo basado en el primer estado límite), luego verificamos la resistencia al agrietamiento (este es un cálculo basado en el segundo estado límite) .
Debemos actuar exactamente de la misma manera en el caso de calcular una base de tira: teniendo la protuberancia de la suela en una dirección desde la pared y la presión debajo de esta suela, calculamos placa voladiza(con pellizcos en el soporte), la longitud de la consola es igual al voladizo de la suela, el ancho se toma para facilitar el cálculo como igual a un metro, la carga sobre la consola es igual a la presión debajo de la base de la fundación. Encontramos el momento máximo y la fuerza cortante en la consola y realizamos cálculos para el primer y segundo estado límite, exactamente como se describe en el cálculo de elementos de flexión.
Así, a la hora de calcular las cimentaciones, pasamos por dos casos de cálculo basados en los estados límite del primer y segundo grupo: primero al calcular la cimentación, luego al calcular la cimentación misma.
conclusiones. Para cualquier cálculo es importante seguir la secuencia:
1) Recogida de cargas.
2) Selección del esquema de diseño.
3) Determinación de las fuerzas N, M y Q.
4) Cálculo del elemento en base al primer estado límite (resistencia y estabilidad).
5) Cálculo del elemento en base al segundo estado límite (deformabilidad y resistencia al agrietamiento).
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0 #15 Irina 17/10/2018 19:39
Cita:
Y tú también estás equivocado.También sé que en el pasado las proginas eran elogiadas según los estándares normativos.
Cita:El valor calculado de la carga debe determinarse como el producto de su valor estándar por el factor de confiabilidad de la carga SNiP 2.01.07-85* Cargas e impactos (con Enmiendas No. 1, 2), correspondiente al estado límite considerado y aceptado : a)* al calcular la resistencia y la estabilidad - de acuerdo con las cláusulas 2.2, 3.4, 3.7, 3.11, 4.8, 6.11, 7.3 y 8.7; b) al calcular la resistencia - igual a uno; c) en cálculos de deformaciones - igual a uno, a menos que se establezcan otros valores en las normas de diseño de estructuras y cimientos; d) al calcular otros tipos de estados límite, de acuerdo con las normas de diseño para estructuras y cimientos.
Te recomiendo que tú, así como Valery, que habla ruso (si eres Valeries diferente), leas el artículo.Por mi parte, me gustaría discutir cómo es posible, obviamente, actualizar los estándares, utilizar los valores estándar (característicos) del vantage, pero aún así es necesario ajustarse a los diferentes valores, pero sin coeficientes para CC1...CC3. Si no es así, todavía está escrito.
1. Esencia del método
El método para calcular estructuras en base a estados límite es mayor desarrollo método de cálculo basado en fuerzas destructivas. Al calcular con este método se establecen claramente los estados límite de las estructuras y se introduce un sistema de coeficientes de diseño que garantizan la estructura contra la aparición de estos estados bajo las combinaciones de cargas más desfavorables y cuando valores más bajos Características de resistencia de los materiales.
Etapas de destrucción, pero la seguridad de una estructura bajo carga se evalúa no mediante un factor de seguridad sintetizado, sino mediante un sistema de coeficientes de diseño. Las estructuras diseñadas y calculadas mediante el método de los estados límite son algo más económicas.
2. Dos grupos de estados límite
Se consideran estados límite aquellos en los que las estructuras ya no cumplen con los requisitos que se les imponen durante la operación, es decir, pierden la capacidad de resistir cargas e influencias externas o reciben movimientos inaceptables o daños locales.
Las estructuras de hormigón armado deben cumplir los requisitos de cálculo para dos grupos de estados límite: para la capacidad portante, el primer grupo de estados límite; en términos de idoneidad para el funcionamiento normal: el segundo grupo de estados límite.
pérdida de estabilidad de la forma de la estructura (cálculo para la estabilidad de estructuras de paredes delgadas, etc.) o de su posición (cálculo para el vuelco y deslizamiento de muros de contención, cimientos altos cargados excéntricamente; cálculo para el ascenso de tanques enterrados o subterráneos , etc.);
falla por fatiga (cálculo de la resistencia de estructuras bajo la influencia de cargas repetidas en movimiento o pulsantes: vigas de grúa, traviesas, cimientos de marcos y pisos para máquinas desequilibradas, etc.);
Destrucción por la influencia combinada de factores de fuerza e influencias desfavorables. ambiente externo(exposición periódica o constante a un ambiente agresivo, alternancia de congelación y descongelación, etc.).
Se realizan cálculos basados en estados límite del segundo grupo para evitar:
formación de apertura excesiva o prolongada de grietas (si, según las condiciones de operación, se permite la formación o apertura prolongada de grietas);
movimientos excesivos (deflexiones, ángulos de rotación, ángulos de inclinación y amplitudes de vibración).
El cálculo de los estados límite de la estructura en su conjunto, así como de sus elementos o partes individuales, se realiza para todas las etapas: fabricación, transporte, instalación y operación; en este caso, los esquemas de diseño deben cumplir con los estándares aceptados. soluciones constructivas y cada una de las etapas enumeradas.
3. Factores de cálculo
Los factores de diseño (cargas y características mecánicas del hormigón y el refuerzo (resistencia a la tracción, límite elástico)) tienen variabilidad estadística (dispersión de valores). Las cargas y los impactos pueden diferir de la probabilidad especificada de exceder los valores promedio, y las propiedades mecánicas de los materiales pueden diferir de la probabilidad especificada de disminuir los valores promedio. Los cálculos de estados límite tienen en cuenta la variabilidad estadística de cargas y características mecánicas de los materiales, factores de naturaleza no estadística y diversas condiciones físicas, químicas y mecánicas desfavorables o favorables para el funcionamiento del hormigón y las armaduras, la fabricación y funcionamiento de elementos. de edificios y estructuras. Cargas, características mecánicas de los materiales y coeficientes calculados normalizar.
Los valores de cargas, resistencia del hormigón y refuerzo se establecen según los capítulos de SNiP “Cargas e Impactos” y “Estructuras de Hormigón y Hormigón Armado”.
4. Clasificación de cargas. Cargas estándar y de diseño.
Dependiendo de la duración de la acción, las cargas se dividen en permanentes y temporales. Las cargas temporales, a su vez, se dividen en de largo plazo, de corto plazo y especiales.
Las cargas derivadas del peso de las estructuras portantes y de cerramiento de edificios y estructuras, la masa y la presión de los suelos y los efectos del pretensado de las estructuras de hormigón armado son constantes.
Las cargas a largo plazo son causadas por el peso de los equipos estacionarios en el piso: máquinas, aparatos, motores, contenedores, etc.; presión de gases, líquidos, cuerpos granulares en contenedores; cargas en almacenes, frigoríficos, archivos, bibliotecas y edificios y estructuras similares; la parte de la carga viva establecida por las normas en edificios residenciales, oficinas y locales domésticos; efectos tecnológicos de la temperatura a largo plazo de los equipos estacionarios; cargas de un puente grúa o un puente grúa, multiplicadas por factores: 0,5 para grúas de carga media y 0,7 para grúas de carga pesada; cargas de nieve para regiones climáticas III-IV con coeficientes de 0,3-0,6. Los valores indicados de grúas, algunas temporales y cargas de nieve forman parte de su valor total y se incluyen en el cálculo teniendo en cuenta la duración de la acción de cargas de este tipo sobre el desplazamiento, la deformación y la formación de grietas. Los valores totales de estas cargas son de corta duración.
Las cargas de corta duración son causadas por el peso de personas, piezas, materiales en las áreas de mantenimiento y reparación de equipos: pasillos y otras áreas libres de equipos; parte de la carga en los pisos de viviendas y edificios públicos; cargas que surgen durante la fabricación, transporte e instalación de elementos estructurales; cargas de grúas puente y puente utilizadas en la construcción u operación de edificios y estructuras; cargas de nieve y viento; Influencias climáticas de la temperatura.
Las cargas especiales incluyen: impactos sísmicos y explosivos; Cargas causadas por mal funcionamiento o avería del equipo y interrupción repentina. proceso tecnológico(por ejemplo, con un fuerte aumento o disminución de la temperatura, etc.); los efectos de las deformaciones desiguales de la base, acompañadas de un cambio radical en la estructura del suelo (por ejemplo, la deformación de los suelos hundidos durante el remojo o los suelos de permafrost durante el deshielo), etc.
Las cargas estándar se establecen mediante normas en función de una probabilidad predeterminada de exceder los valores promedio o en base a valores nominales. Las cargas permanentes estándar se toman en función de los valores de diseño de los parámetros geométricos y estructurales y de los valores de densidad promedio. Las cargas tecnológicas y de instalación temporales estándar se establecen de acuerdo con valores más altos destinado a un uso normal; nieve y viento: según el promedio de valores desfavorables anuales o según valores desfavorables correspondientes a un determinado período promedio de sus repeticiones.
Las cargas de diseño para calcular la resistencia y la estabilidad de las estructuras se determinan multiplicando la carga estándar por el factor de confiabilidad de la carga Vf, generalmente mayor que uno, por ejemplo g=gnyf. Factor de confiabilidad del peso de estructuras de hormigón y hormigón armado Yf = M; sobre el peso de estructuras de hormigón con áridos ligeros (con una densidad media igual o inferior a 1800 kg/m3) y varios lazos, rellenos, aislamientos, realizados en fábrica, Yf = l,2, durante la instalación yf = \,3; de diversas cargas temporales en función de su valor yf = it 2. 1.4. El coeficiente de sobrecarga por el peso de las estructuras al calcular la estabilidad de la posición frente a flotación, vuelco y deslizamiento, así como en otros casos en los que una disminución de masa empeora las condiciones de funcionamiento de la estructura, se toma como 7f = 0,9. Al calcular estructuras en la etapa de construcción, las cargas a corto plazo calculadas se multiplican por un factor de 0,8. Las cargas de diseño para calcular estructuras por deformaciones y desplazamientos (para el segundo grupo de estados límite) se toman iguales a valores estándar con coeficiente Yf -1-
Combinación de cargas. Las estructuras deben diseñarse para varias combinaciones cargas o fuerzas correspondientes si el cálculo se realiza según un esquema inelástico. Dependiendo de la composición de las cargas tomadas en cuenta, se distinguen las siguientes: combinaciones principales, que consisten en cargas o fuerzas constantes, de larga y corta duración de cargas de bajo voltaje; combinaciones especiales que consisten en cargas o esfuerzos constantes, a largo plazo, posibles a corto plazo y una de las cargas o esfuerzos especiales de ellos.
Se consideran todos los grupos de combinaciones de cargas básicas. Al calcular estructuras para las combinaciones principales del primer grupo, se tienen en cuenta las cargas constantes, a largo plazo y una a corto plazo; Al calcular estructuras para las combinaciones principales del segundo grupo, se tienen en cuenta cargas constantes, a largo plazo y dos (o más) a corto plazo; mientras que los valores de corto plazo
Las cargas o esfuerzos correspondientes deben multiplicarse por un coeficiente de combinación igual a 0,9.
Al calcular estructuras para combinaciones especiales, los valores de las cargas de corta duración o las fuerzas correspondientes deben multiplicarse por un factor de combinación igual a 0,8, excepto en los casos especificados en las normas de diseño para edificios y estructuras en áreas sísmicas.
Las normas también permiten reducir las cargas temporales al calcular vigas y travesaños, dependiendo del área del piso cargado.
5. Grado de responsabilidad de edificios y estructuras.
El grado de responsabilidad de los edificios y estructuras cuando las estructuras alcanzan estados límite está determinado por la cantidad de daño material y social. Al diseñar estructuras, se debe tener en cuenta el coeficiente de confiabilidad para el propósito de la empresa unitaria, cuyo valor depende de la clase de responsabilidad de los edificios o estructuras. Los valores máximos de capacidad de carga, los valores calculados de resistencia, los valores máximos de deformaciones, las aberturas de grietas deben dividirse por el coeficiente de confiabilidad para el propósito previsto, o los valores calculados de cargas, fuerzas o otras influencias deben multiplicarse por este coeficiente.
Estudios experimentales realizados en fábricas de prefabricados. productos de hormigón armado, mostraron que para concreto pesado y concreto sobre agregados porosos el coeficiente de variación V
0,135, que es el aceptado en las normas.
En estadística matemática, utilizando pa o ni, se estima la probabilidad de repetición de valores de resistencia temporal menores que B. Si tomamos x = 1,64, entonces es probable que se repitan valores.<В не более чем у 5 % (и значения В не менее чем у 95 %) испытанных образцов. При этом достигается нормированная обеспеченность не менее 0,95.
Al monitorear la clase de concreto para determinar la resistencia a la tracción axial, la resistencia estándar del concreto a la tracción axial Rbtn se toma igual a su resistencia garantizada (clase). tensión axial.
Las resistencias de cálculo del hormigón para los cálculos para el primer grupo de estados límite se determinan dividiendo las resistencias estándar por los coeficientes de confiabilidad correspondientes para el hormigón en compresión yc = 1,3 prn, tensión ^ = 1,5, y al monitorear la resistencia a la tracción yy = \,3 . Resistencia de cálculo del hormigón a la compresión axial.
La resistencia a la compresión calculada del hormigón pesado de las clases B50, B55, B60 se multiplica por coeficientes que tienen en cuenta la peculiaridad. propiedades mecánicas hormigón de alta resistencia (reducción de las deformaciones por fluencia), respectivamente igual a 0,95; 0,925 y 0,9.
Los valores de resistencia del hormigón calculados con redondeo se dan en el apéndice. I.
Al calcular los elementos estructurales, las resistencias de cálculo del hormigón Rb y Rbt se reducen, y en algunos casos se aumentan, multiplicando por los coeficientes correspondientes de las condiciones de funcionamiento del hormigón uc, teniendo en cuenta las características de las propiedades del hormigón: la duración de la carga y su repetición repetida; condiciones, naturaleza y etapa de operación de la estructura; el método de su fabricación, dimensiones de la sección, etc.
La resistencia a la compresión calculada del refuerzo Rsc, utilizada en el cálculo de estructuras para el primer grupo de estados límite, cuando el refuerzo está adherido al hormigón, se considera igual a la correspondiente resistencia a la tracción calculada del refuerzo Rs, pero no más de 400 MPa (basado en la compresibilidad última de la cuba de hormigón). Al calcular estructuras para las cuales se supone la resistencia de diseño del concreto bajo acción de carga a largo plazo, teniendo en cuenta el coeficiente de condiciones de operación y&2 Al calcular los elementos estructurales, las resistencias de diseño del refuerzo se reducen o, en algunos casos, se aumentan multiplicando por los correspondientes coeficientes de condiciones de operación ySi, teniendo en cuenta la posibilidad de un uso incompleto de sus características de resistencia debido a la distribución desigual de tensiones en el sección, baja resistencia del hormigón, condiciones de anclaje y presencia de curvaturas, la naturaleza del diagrama de tracción del acero, cambios en sus propiedades en función de las condiciones de funcionamiento de la estructura, etc. Al calcular elementos bajo la acción de una fuerza transversal, la resistencia de cálculo del refuerzo transversal se reduce introduciendo el coeficiente de condiciones de operación -um^OD, que tiene en cuenta la distribución desigual de tensiones en el refuerzo a lo largo de la sección inclinada. Además, para el refuerzo transversal soldado de alambre de clases BP-I y el refuerzo de varilla de clase A-III, se ha introducido el coeficiente Vs2 = 0,9, teniendo en cuenta la posibilidad de rotura por fragilidad de la unión soldada de las abrazaderas. Los valores de las resistencias calculadas del refuerzo transversal al calcular la fuerza transversal Rsw, teniendo en cuenta los coeficientes yst, se dan en la tabla. 1 y 2 adj. v. Además, las resistencias calculadas Rs, Rsc y Rsw deben multiplicarse por los coeficientes de las condiciones de funcionamiento: Ys3, 7*4 - con aplicación repetida de carga (ver Capítulo VIII); ysb^lx/lp o uz 1x/1ap - en la zona de transmisión de tensiones y en la zona de anclaje de armaduras no pretensadas sin anclajes; 7^6 - cuando se trabaja con refuerzo de alta resistencia bajo tensiones superiores al límite elástico nominal (7o.2. Las resistencias calculadas de la armadura para los cálculos para el segundo grupo de estados límite se fijan en un factor de confiabilidad para la armadura de 7s = 1, es decir se toman iguales a los valores estándar de Rs,ser=Rsn y se incluyen en el cálculo con el coeficiente de condiciones de funcionamiento del refuerzo. La resistencia al agrietamiento de una estructura de hormigón armado es su resistencia a la formación de grietas en la etapa I del estado tensión-deformación o su resistencia a la apertura de grietas en la etapa II del estado tensión-deformación. Al calcular, se imponen diferentes requisitos a la resistencia al agrietamiento de una estructura de hormigón armado o de sus partes, según el tipo de refuerzo utilizado. Estos requisitos se aplican a grietas normales y grietas inclinadas al eje longitudinal del elemento y se dividen en tres categorías: La apertura de grietas bajo cargas constantes, largas y cortas se considera de corta duración; Se considera duradera la apertura de grietas bajo la acción de cargas constantes y prolongadas. El ancho máximo de apertura de grietas (isgs\ - a corto plazo y asgs2 a largo plazo), que garantiza el funcionamiento normal de los edificios, la resistencia a la corrosión del refuerzo y la durabilidad de la estructura, según la categoría de requisitos de resistencia a las grietas, no debe exceder 0,05- 0,4 mm (Tabla II.2). Los elementos pretensados bajo presión de líquido o gas (tanques, tuberías a presión, etc.), de sección totalmente estirada con refuerzo de varilla o alambre, así como de sección parcialmente comprimida con refuerzo de alambre de diámetro igual o inferior a 3 mm, deberán cumplir los requisitos de las Primeras categorías. Los demás elementos pretensados, según las condiciones de la estructura y el tipo de armadura, deberán cumplir los requisitos de segunda o tercera categoría. El procedimiento para tener en cuenta las cargas al calcular la resistencia a las grietas depende de la categoría de requisitos para la resistencia a las grietas: para los requisitos de la primera categoría, el cálculo se realiza de acuerdo con las cargas de diseño con un factor de seguridad para la carga yf>l (como en cálculos de fuerza); para los requisitos de la segunda y tercera categoría, el cálculo se realiza bajo la acción de cargas con el coeficiente V/=b. Cálculo para la formación de grietas para determinar la necesidad de comprobar la apertura de grietas a corto plazo para los requisitos; de la segunda categoría, el cálculo se realiza para la acción de cargas de diseño con el coeficiente yf>U cálculo para la formación de grietas para determinar la necesidad. Las pruebas de apertura de grietas según los requisitos de la tercera categoría se realizan bajo la acción; de cargas con un coeficiente de Y/-1. Al calcular la resistencia a las fisuras, se tiene en cuenta la acción combinada de todas las cargas, excepto las especiales. Las cargas especiales se tienen en cuenta en el cálculo de la formación de grietas en los casos en que las grietas conducen a una situación catastrófica. El cálculo para cerrar grietas según los requisitos de la segunda categoría se realiza bajo la acción de cargas constantes y prolongadas con un coeficiente y/-1. El procedimiento para tener en cuenta las cargas se da en la tabla. P.Z. En las secciones finales de elementos pretensados dentro de la longitud de la zona de transferencia de tensiones desde la armadura al hormigón 1P, no se permite la formación de grietas bajo la acción combinada de todas las cargas (excepto las especiales) introducidas en el cálculo con el coeficiente Y/ =L. ESTE requisito se debe al hecho de que la formación prematura de grietas en el hormigón en las secciones finales de los elementos puede provocar que la armadura se desprenda del hormigón bajo carga y se destruya súbitamente. deflexiones crecientes. La influencia de estas fisuras se tiene en cuenta en los cálculos estructurales. Para elementos que operan bajo condiciones de cargas repetidas repetidas y diseñados para resistencia, no se permite la formación de tales grietas. Estados límite del primer grupo. Los cálculos de resistencia se basan en la etapa III del estado tensión-deformación. La sección de la estructura tiene la resistencia requerida si las fuerzas de las cargas de diseño no exceden las fuerzas percibidas por la sección a la resistencia de diseño de los materiales, teniendo en cuenta el coeficiente de condiciones de operación. La fuerza de las cargas de diseño T (por ejemplo, momento flector o fuerza longitudinal) es función de cargas estándar, factores de confiabilidad y otros factores C (esquema de diseño, coeficiente dinámico, etc.). Estados límite del segundo grupo. El cálculo de la formación de grietas, normales e inclinadas al eje longitudinal del elemento, se realiza para comprobar la resistencia al agrietamiento de elementos que están sujetos a los requisitos de la primera categoría, así como para determinar si aparecen grietas en elementos cuyo La resistencia al agrietamiento está sujeta a los requisitos de la segunda y tercera categoría. Se cree que las grietas normales al eje longitudinal no aparecen si la fuerza T (momento flector o fuerza longitudinal) por la acción de las cargas no excede la fuerza TSgs, que puede ser absorbida por la sección del elemento. Se cree que las grietas inclinadas al eje longitudinal del elemento no aparecen si las principales tensiones de tracción en el hormigón no superan los valores calculados. El cálculo de la apertura de fisura, normal e inclinada al eje longitudinal, consiste en determinar el ancho de apertura de la fisura a nivel de la armadura de tracción y compararlo con el ancho máximo de apertura. Los datos sobre el ancho máximo de apertura de la grieta se dan en la tabla. II.3. El cálculo basado en desplazamientos consiste en determinar la deflexión de un elemento debido a cargas, teniendo en cuenta la duración de su acción y comparándola con la deflexión máxima. Las deflexiones límite están determinadas por varios requisitos: tecnológicos, debido al funcionamiento normal de las grúas, instalaciones tecnológicas, coches, etc.; estructural, por la influencia de elementos vecinos que limitan las deformaciones, la necesidad de soportar determinadas pendientes, etc.; estético. Las deflexiones máximas de los elementos pretensados pueden aumentarse según la altura de la deflexión, si ésta no está limitada por requisitos tecnológicos o de diseño. El procedimiento para tener en cuenta las cargas al calcular las deflexiones se establece de la siguiente manera: cuando está limitado por requisitos tecnológicos o de diseño, para la acción de cargas constantes, a largo plazo y a corto plazo; cuando está limitado por requisitos estéticos, al efecto de cargas constantes y de larga duración. En este caso, el factor de confiabilidad de la carga se toma como Yf Las flechas máximas establecidas por las normas para diversos elementos de hormigón armado se dan en la Tabla II.4. Se supone que las desviaciones máximas de las consolas, en relación con el voladizo de la consola, son el doble. Además, se deben realizar cálculos de fragilidad adicionales para elementos no vecinos. losas de hormigón armado pisos, Vuelos de escaleras, plataformas, etc.: la deflexión adicional por una carga concentrada de corta duración de 1000 N con el esquema más desfavorable para su aplicación no debe exceder los 0,7 mm. Método de cálculo del estado límite Al realizar el cálculo mediante este método, la estructura se considera en su estado límite de diseño. Se considera estado límite de diseño el estado de la estructura en el que deja de cumplir los requisitos operativos que se le imponen, es decir, pierde su capacidad de resistir Influencias externas, o sufre deformaciones inaceptables o daños locales. Para estructuras de acero se establecen dos estados límite de diseño: El primer estado límite calculado se expresa mediante la desigualdad. donde N es la fuerza de diseño en la estructura a partir de la suma de los efectos de las cargas de diseño P en la combinación más desfavorable; F - capacidad de carga estructuras que son una función dimensiones geométricas diseño, resistencia del material de diseño R y coeficiente de condiciones de operación m. Las cargas máximas establecidas por las normas (SNiP) que se permiten durante el funcionamiento normal de las estructuras se denominan cargas estándar Rn (ver Apéndice I, Cargas y factores de precarga). Las cargas de diseño P para las que se calcula la estructura (en base al estado límite) se consideran ligeramente superiores a las normativas. La carga de diseño se define como el producto de la carga estándar por el factor de sobrecarga n (mayor que la unidad), teniendo en cuenta el peligro de exceder la carga respecto a su valor estándar debido a la posible variabilidad de la carga: Los valores de los coeficientes p se dan en la tabla Cargas estándar y de diseño, factores de sobrecarga. Por lo tanto, las estructuras se consideran bajo la influencia de cargas de diseño en lugar de cargas operativas (estándar). A partir de la influencia de las cargas de diseño en la estructura, se determinan las fuerzas de diseño (fuerza axial N o momento M), que se encuentran mediante reglas generales Resistencia de materiales y mecánica estructural. Lado derecho de la ecuación principal (1.I)- capacidad de carga de la estructura F - depende de la resistencia máxima del material a las influencias de fuerza, caracterizada por las propiedades mecánicas del material y denominada resistencia estándar R n, así como de las características geométricas de la sección (seccional área F, momento de resistencia W, etc.). Para el acero de construcción, se supone que la resistencia estándar es igual al límite elástico, (para el acero de construcción más común, grado St. 3 σ t = 2.400 kg/cm 2). La resistencia de diseño del acero R se toma como un voltaje igual a la resistencia estándar multiplicado por el coeficiente de uniformidad k (menor que la unidad), teniendo en cuenta el riesgo de disminución de la resistencia del material respecto a su valor estándar debido a variabilidad en las propiedades mecánicas del material Para aceros ordinarios con bajo contenido de carbono k = 0,9 y para aceros de alta calidad (baja aleación) k = 0,85. Por tanto, la resistencia calculada R- se trata de una tensión igual al valor más bajo posible del límite elástico del material, que se acepta para la estructura como valor límite. Además, para la seguridad de la estructura, se deben tener en cuenta todas las posibles desviaciones de las condiciones normales causadas por las características operativas de la estructura (por ejemplo, condiciones que favorecen una mayor corrosión, etc.). Para hacer esto, se introduce el coeficiente de condiciones de operación m, que para la mayoría de estructuras y conexiones se toma igual a la unidad (consulte el apéndice Coeficientes de condiciones de operación m). Así, la ecuación principal de diseño (1.I) tendrá la siguiente forma: donde N y M son las fuerzas o momentos axiales calculados a partir de las cargas calculadas (teniendo en cuenta los factores de sobrecarga); F nt - área transversal neta (menos agujeros); W nt - momento de resistencia de la sección neta (menos agujeros); donde F br y W br - área y momento de resistencia de la sección bruta (sin deducción de agujeros); φ y φ b son coeficientes que reducen la resistencia de diseño a valores que aseguren un equilibrio estable. Por lo general, al calcular la estructura prevista, primero se selecciona la sección transversal del elemento y luego se verifica la tensión de las fuerzas de diseño, que no debe exceder la resistencia de diseño multiplicada por el coeficiente de las condiciones de operación. Por lo tanto, junto con las fórmulas de la forma (4.I) y (5.I), escribiremos estas fórmulas en forma funcional en términos de tensiones calculadas, por ejemplo: donde σ es la tensión de diseño en la estructura (basada en las cargas de diseño). Es más correcto escribir los coeficientes φ y φ b en las fórmulas (8.I) y (9.I) en el lado derecho de la desigualdad como coeficientes que reducen la resistencia calculada a tensiones críticas. Y sólo para facilitar los cálculos y comparar los resultados, se escriben en el denominador del lado izquierdo de estas fórmulas. *
Los valores de resistencias estándar y coeficientes de uniformidad se dan en las "Normas y reglas de construcción" (SNiP), así como en las "Normas y condiciones técnicas para el diseño de estructuras de acero" (NiTU 121-55). "Diseño de estructuras de acero" Existen varias categorías de voltajes: principal, local, adicional e interno. Las tensiones fundamentales son tensiones que se desarrollan dentro del cuerpo como resultado del equilibrio de los efectos de las cargas externas; se tienen en cuenta en el cálculo. Cuando el flujo de energía se distribuye de manera desigual a lo largo de la sección transversal, debido, por ejemplo, a un cambio brusco en la sección transversal o a la presencia de un agujero, se produce una concentración de tensiones locales. Sin embargo, en materiales plásticos, que incluyen acero de construcción,… Al calcular las tensiones permitidas, la estructura se considera en su condición de funcionamiento bajo la influencia de cargas permitidas durante el funcionamiento normal de la estructura, es decir, cargas estándar. La condición para la resistencia de la estructura es que las tensiones en la estructura por cargas estándar no excedan las tensiones permisibles establecidas por las normas, las cuales representan una cierta parte de la tensión máxima del material aceptado para la construcción de acero... Método de cálculo de estados límite - Metodología de cálculo de estructuras de acero - Fundamentos de diseño - Diseño de estructuras de acero Se consideran estados límite aquellos en los que las estructuras ya no cumplen con los requisitos que se les imponen durante la operación, es decir, pierden la capacidad de resistir cargas e influencias externas o reciben movimientos inaceptables o daños locales. Las estructuras de hormigón armado deben cumplir los requisitos de cálculo para dos grupos de estados límite: para la capacidad portante, el primer grupo de estados límite; en términos de idoneidad para el funcionamiento normal: el segundo grupo de estados límite. El cálculo basado en los estados límite del primer grupo se realiza para evitar: Falla frágil, viscosa o de otro tipo (cálculo de resistencia teniendo en cuenta casos necesarios deflexión de la estructura antes de la falla); Pérdida de estabilidad de la forma de la estructura (cálculo para la estabilidad de estructuras de paredes delgadas, etc.) o de su posición (cálculo para vuelcos y deslizamientos de muros de contención, cimientos altos cargados excéntricamente; cálculo para el ascenso de tanques enterrados o subterráneos , etc.); Fallo por fatiga (cálculo de la resistencia de estructuras bajo la influencia de cargas repetidas en movimiento o pulsantes: vigas de grúa, traviesas, cimientos de marcos y pisos para máquinas desequilibradas, etc.); Destrucción por la influencia combinada de factores de fuerza e influencias desfavorables del entorno externo (exposición periódica o constante a un entorno agresivo, alternancia de congelación y descongelación, etc.). Se realizan cálculos basados en estados límite del segundo grupo para evitar: Formación de apertura excesiva o prolongada de grietas (si, según las condiciones de operación, se permite la formación o apertura prolongada de grietas); Movimientos excesivos (deflexiones, ángulos de rotación, ángulos de inclinación y amplitudes de vibración). El cálculo de los estados límite de la estructura en su conjunto, así como de sus elementos o partes individuales, se realiza para todas las etapas: fabricación, transporte, instalación y operación; en este caso, los esquemas de diseño deben corresponder a las decisiones de diseño adoptadas y a cada una de las etapas enumeradas. Los factores de diseño (cargas y características mecánicas del hormigón y el refuerzo (resistencia a la tracción, límite elástico)) tienen variabilidad estadística (dispersión de valores). Las cargas y los impactos pueden diferir de la probabilidad especificada de exceder los valores promedio, y las propiedades mecánicas de los materiales pueden diferir de la probabilidad especificada de disminuir los valores promedio. Los cálculos de estados límite tienen en cuenta la variabilidad estadística de cargas y características mecánicas de los materiales, factores de naturaleza no estadística y diversas condiciones físicas, químicas y mecánicas desfavorables o favorables para el funcionamiento del hormigón y las armaduras, la fabricación y funcionamiento de elementos. de edificios y estructuras. Se normalizan cargas, características mecánicas de materiales y coeficientes de diseño. Los valores de cargas, resistencia del hormigón y refuerzo se establecen según los capítulos de SNiP “Cargas e Impactos” y “Estructuras de Hormigón y Hormigón Armado”. Clasificación de cargas. Cargas estándar y de diseño. Dependiendo de la duración de la acción, las cargas se dividen en permanentes y temporales. Las cargas temporales, a su vez, se dividen en de largo plazo, de corto plazo y especiales. Las cargas derivadas del peso de las estructuras portantes y de cerramiento de edificios y estructuras, la masa y la presión de los suelos y los efectos del pretensado de las estructuras de hormigón armado son constantes. Las cargas a largo plazo son causadas por el peso de los equipos estacionarios en el piso: máquinas, aparatos, motores, contenedores, etc.; presión de gases, líquidos, cuerpos granulares en contenedores; cargas en almacenes, frigoríficos, archivos, bibliotecas y edificios y estructuras similares; parte de la carga temporal establecida por las normas en edificios residenciales, de oficinas y locales domésticos; efectos tecnológicos de la temperatura a largo plazo de los equipos estacionarios; cargas de un puente grúa o un puente grúa, multiplicadas por factores: 0,5 para grúas de carga media y 0,7 para grúas de carga pesada; cargas de nieve para regiones climáticas III-IV con coeficientes de 0,3-0,6. Los valores indicados de cargas de grúa, algunas temporales y de nieve forman parte de su valor total y se ingresan en el cálculo teniendo en cuenta la duración de la acción de cargas de este tipo sobre el desplazamiento, la deformación y la formación de grietas. Los valores totales de estas cargas son de corta duración. Las cargas de corta duración son causadas por el peso de personas, piezas, materiales en las áreas de mantenimiento y reparación de equipos: pasillos y otras áreas libres de equipos; parte de la carga en los pisos de edificios residenciales y públicos; cargas que surgen durante la fabricación, transporte e instalación de elementos estructurales; cargas de grúas puente y puente utilizadas en la construcción u operación de edificios y estructuras; cargas de nieve y viento; Influencias climáticas de la temperatura. Las cargas especiales incluyen: impactos sísmicos y explosivos; cargas causadas por un mal funcionamiento o avería del equipo y una interrupción repentina del proceso tecnológico (por ejemplo, un fuerte aumento o disminución de la temperatura, etc.); los efectos de las deformaciones desiguales de la base, acompañadas de un cambio radical en la estructura del suelo (por ejemplo, la deformación de los suelos hundidos durante el remojo o los suelos de permafrost durante el deshielo), etc. Las cargas estándar se establecen mediante normas en función de una probabilidad predeterminada de exceder los valores promedio o en base a valores nominales. Se aceptan cargas constantes estándar con base en los valores de diseño de los parámetros geométricos y de diseño y Valores medios de densidad. Temporal regulatorio; las cargas tecnológicas y de instalación se establecen de acuerdo con los valores más altos previstos para el funcionamiento normal; nieve y viento: según el promedio de valores desfavorables anuales o según valores desfavorables correspondientes a un determinado período promedio de sus repeticiones. Las cargas de diseño para calcular la resistencia y la estabilidad de las estructuras se determinan multiplicando la carga estándar por el factor de seguridad de carga Yf, generalmente mayor que uno, por ejemplo. GRAMO=
Gnyt.
Factor de confiabilidad del peso de estructuras de hormigón y hormigón armado Yf = M; sobre el peso de estructuras de hormigón con áridos ligeros (con una densidad media de 1800 kg/m3 o menos) y soleras diversas, rellenos, materiales aislantes fabricados en fábrica, Yf = l,2, durante la instalación Yf = l>3 ; de diversas cargas temporales dependiendo de su valor Yf = l. 2. 1.4. El coeficiente de sobrecarga por el peso de las estructuras al calcular la estabilidad de la posición contra la flotación, zozobra y deslizamiento, así como en otros casos en los que una disminución de la masa empeora las condiciones de funcionamiento de la estructura, se supone que es yf = 0,9. Al calcular estructuras en la etapa de construcción, las cargas a corto plazo calculadas se multiplican por un factor de 0,8. Las cargas de diseño para calcular estructuras por deformaciones y desplazamientos (para el segundo grupo de estados límite) se toman iguales a los valores estándar con el coeficiente Yf = l- Combinación de cargas. Las estructuras deben diseñarse para varias combinaciones de cargas o fuerzas correspondientes si el cálculo se realiza mediante un esquema inelástico. Dependiendo de la composición de las cargas tomadas en cuenta, se distinguen las siguientes: combinaciones principales, que consisten en cargas o fuerzas constantes, de larga y corta duración de cargas de bajo voltaje; combinaciones especiales que consisten en cargas o esfuerzos constantes, a largo plazo, posibles a corto plazo y una de las cargas o esfuerzos especiales de ellos. Se consideran dos grupos de combinaciones de cargas principales. Al calcular estructuras para las combinaciones principales del primer grupo, se tienen en cuenta las cargas constantes, a largo plazo y una a corto plazo; Al calcular estructuras para las combinaciones principales del segundo grupo, se tienen en cuenta cargas constantes, a largo plazo y dos (o más) a corto plazo; en este caso, los valores de las cargas de corta duración o las fuerzas correspondientes a ellas deben multiplicarse por un coeficiente de combinación igual a 0,9. Al calcular estructuras para combinaciones especiales, los valores de las cargas de corta duración o las fuerzas correspondientes deben multiplicarse por un factor de combinación igual a 0,8, excepto en los casos especificados en las normas de diseño para edificios y estructuras en áreas sísmicas. Cargas reducidas. Al calcular columnas, paredes, cimientos. edificios de varios pisos Las cargas temporales en los pisos se pueden reducir, teniendo en cuenta el grado de probabilidad de su acción simultánea, multiplicando por un factor. Donde a - se toma igual a 0,3 para edificios residenciales, edificios de oficinas, dormitorios, etc. e igual a 0,5 para diversas salas: salas de lectura, reuniones, salas comerciales, etc.; t es el número de pisos cargados sobre la sección considerada. Las normas también permiten reducir las cargas temporales al calcular vigas y travesaños, dependiendo del área del piso cargado. Hormigón prefabricado y hormigón armado: características y métodos de producción. Las tecnologías industriales se han desarrollado activamente en la URSS desde mediados del siglo pasado, y el desarrollo de la industria de la construcción requirió gran cantidad varios materiales. La invención de los prefabricados de hormigón armado se convirtió en una especie de revolución técnica en la vida del país, ... Martillo de bricolaje Se puede organizar un martinete o un martinete utilizando un automóvil al que se le ha quitado el guardabarros trasero (tracción trasera en mecánica), levantado sobre un gato y usando solo una llanta en lugar de una rueda. Se enrollará un cable alrededor del borde - esto es... RECONSTRUCCIÓN DE NAVES INDUSTRIALES 1. Tareas y métodos de reconstrucción de edificios La reconstrucción de edificios puede estar asociada con la expansión de la producción y la modernización tecnológica. proceso, instalación de nuevos equipos, etc. Al mismo tiempo, es necesario resolver problemas complejos de ingeniería asociados... rodillos (aplanadora) diámetro desde 400 mm., secador de alimentos eléctrico (flujo), transportadores, transportadores, sinfines. Dos grupos de estados límite De acuerdo con las normas vigentes en Rusia, las estructuras de madera deben calcularse utilizando el método del estado límite. Los estados límite de las estructuras son aquellos en los que dejan de cumplir los requisitos operativos. La causa externa que conduce al estado límite es la acción de fuerzas (cargas externas, fuerzas reactivas). Pueden aparecer estados límite bajo la influencia de las condiciones de funcionamiento. estructuras de madera, así como la calidad, dimensiones y propiedades de los materiales. Hay dos grupos de estados límite: 1 – en términos de capacidad de carga (resistencia, estabilidad). 2 – por deformaciones (deflexiones, desplazamientos). Primer grupo Los estados límite se caracterizan por la pérdida de capacidad de carga y la total inadecuación para un funcionamiento posterior. Es el más responsable. En estructuras de madera pueden producirse los siguientes estados límite del primer grupo: destrucción, pérdida de estabilidad, vuelco, fluencia inaceptable. Estos estados límite no se producen si se cumplen las siguientes condiciones: aquellos. cuando las tensiones normales ( σ
) y esfuerzo cortante ( τ
) no exceder un cierto valor límite R,
llamada resistencia de diseño. Segundo grupo Los estados límite se caracterizan por características en las que el funcionamiento de estructuras o estructuras, aunque difícil, no está completamente excluido, es decir, el diseño se vuelve inadecuado solo para normal operación. La idoneidad de una estructura para el funcionamiento normal suele estar determinada por las deflexiones Esto significa que los elementos o estructuras a flexión son adecuados para el funcionamiento normal cuando el valor máximo de la relación deflexión a luz es menor que la deflexión relativa máxima permitida. [
F/
yo]
(según SNiP II-25-80). El objetivo de los cálculos estructurales es evitar la aparición de cualquiera de los posibles estados límite, tanto durante el transporte e instalación como durante el funcionamiento de las estructuras. El cálculo para el primer estado límite se realiza según los valores de carga calculados y para el segundo, según los valores estándar. Los valores estándar de cargas externas se dan en SNiP "Cargas e impactos". Los valores calculados se obtienen teniendo en cuenta el factor de seguridad de carga. γ
norte. Las estructuras están diseñadas para soportar una combinación desfavorable de cargas (peso propio, nieve, viento), cuya probabilidad se tiene en cuenta mediante coeficientes de combinación (según SNiP "Cargas e impactos"). La principal característica de los materiales mediante la cual se evalúa su capacidad para resistir fuerzas es resistencia normativa R
norte
.
La resistencia estándar de la madera se calcula a partir de los resultados de numerosas pruebas de pequeñas muestras de madera limpia (sin defectos) de la misma especie, con un contenido de humedad del 12%: R norte =
,
Dónde – valor medio aritmético de la resistencia a la tracción, V– coeficiente de variación, t– indicador de fiabilidad. Resistencia regulatoria R
norte
es el límite mínimo de resistencia probabilística de la madera pura, obtenido procesando estáticamente los resultados de las pruebas de muestras estándar de pequeño tamaño para cargas de corta duración. Resistencia de diseño R
- Esta es la tensión máxima que puede soportar un material en una estructura sin colapsar, teniendo en cuenta todos los factores desfavorables en las condiciones de operación que reducen su resistencia. Al pasar de la resistencia normativa R norte al calculado R es necesario tener en cuenta la influencia sobre la resistencia de la madera de cargas prolongadas, defectos (nudos, capas transversales, etc.), la transición de pequeñas muestras estándar a elementos dimensiones del edificio. La influencia combinada de todos estos factores se tiene en cuenta mediante el factor de seguridad del material ( A). La resistencia calculada se obtiene dividiendo R norte sobre el factor de seguridad del material: A dl=0,67 – coeficiente de duración bajo la acción combinada de cargas permanentes y temporales; A uno =
0,27÷0,67 – coeficiente de uniformidad, según el tipo de estado tensional, teniendo en cuenta la influencia de los defectos en la resistencia de la madera. Valor mínimo A uno tomado durante el estiramiento, cuando la influencia de los defectos es especialmente grande. Resistencias calculadas A se dan en la tabla. 3 SNiP II-25-80 (para madera especies de coníferas). R La madera de otras especies se obtiene utilizando coeficientes de transición, también dados en SNiP. La seguridad y resistencia de la madera y las estructuras de madera dependen de las condiciones de temperatura y humedad. La humidificación favorece la pudrición de la madera y las temperaturas elevadas (más allá de cierto límite) reducen su resistencia. Tener en cuenta estos factores requiere la introducción de coeficientes de condiciones de trabajo: metro V ≤1, metro t ≤1. Además, SNiP requiere tener en cuenta el coeficiente de capas para elementos pegados: metro SL =
0,95÷1,1; coeficiente de viga para vigas altas con una altura superior a 50 cm: metro b ≤1; coeficiente de flexión para elementos encolados doblados: metro gn≤1, etc. Se supone que el módulo de elasticidad de la madera, independientemente de la especie, es igual a: Las características de diseño de la madera contrachapada de construcción también se dan en SNiP, y al verificar las tensiones en elementos de madera contrachapada, como en el caso de la madera, se introducen los coeficientes de condiciones de funcionamiento. metro. Además, para la resistencia de diseño de madera y contrachapado, se introduce un coeficiente metro dl=0,8 si la fuerza de diseño total procedente de cargas permanentes y temporales excede el 80% de la fuerza de diseño total. Este factor se introduce además de la reducción que se incluye en el factor de seguridad del material. Conferencia No. 2 Fundamentos del cálculo por estados límite Estados límite- Estas son condiciones en las que la estructura ya no se puede utilizar como resultado de cargas externas y tensiones internas. En estructuras de madera y plástico pueden surgir dos grupos de estados límite: el primero y el segundo. El cálculo de los estados límite de las estructuras en su conjunto y sus elementos debe realizarse en todas las etapas: transporte, instalación y operación, y debe tener en cuenta todas las combinaciones posibles de cargas. El propósito del cálculo es prevenir el primer o el segundo estado límite durante los procesos de transporte, montaje y operación de la estructura. Esto se hace teniendo en cuenta las cargas y resistencias estándar y de diseño de los materiales. El método del estado límite es el primer paso para garantizar la confiabilidad. estructuras de construccion. La confiabilidad es la capacidad de un objeto para mantener la calidad inherente al diseño durante la operación. La especificidad de la teoría de la confiabilidad de las estructuras de construcción es la necesidad de tener en cuenta valores aleatorios de cargas en sistemas con indicadores de resistencia aleatorios. Característica distintiva El método de los estados límite consiste en que todos los valores iniciales operados en el cálculo, de naturaleza aleatoria, se representan en los estándares mediante valores normativos deterministas, con base científica, y se tiene en cuenta la influencia de su variabilidad en la confiabilidad de las estructuras. por los coeficientes correspondientes. Cada uno de los coeficientes de confiabilidad tiene en cuenta la variabilidad de un solo valor inicial, es decir es de carácter privado. Por lo tanto, el método del estado límite a veces se denomina método de coeficiente parcial. Los factores cuya variabilidad afecta el nivel de confiabilidad de las estructuras se pueden clasificar en cinco categorías principales: cargas e impactos; dimensiones geométricas de elementos estructurales; grado de responsabilidad de las estructuras; propiedades mecánicas de materiales; condiciones de funcionamiento de la estructura. Consideremos los factores enumerados. Una posible desviación de las cargas estándar hacia arriba o hacia abajo se tiene en cuenta mediante el factor de seguridad de carga 2, que, según el tipo de carga, tiene un valor diferente mayor o menor que uno. Estos coeficientes, junto con los valores estándar, se presentan en el capítulo SNiP 2.01.07-85 Estándares de diseño. “Cargas e impactos”. La probabilidad de la acción combinada de varias cargas se tiene en cuenta multiplicando las cargas por el factor de combinación, que se presenta en el mismo capítulo de las normas. El coeficiente de precisión tiene en cuenta la posible desviación desfavorable de las dimensiones geométricas de los elementos estructurales. Sin embargo, este coeficiente es forma pura inaceptable. Este factor se utiliza al calcular las características geométricas, tomando los parámetros calculados de las secciones con una tolerancia negativa. Para equilibrar razonablemente los costos de edificios y estructuras para diversos fines, se introduce un coeficiente de confiabilidad para el propósito previsto.< 1. Степень капитальности и ответственности зданий и сооружений разбивается на три класса ответственности. Этот коэффициент (равный 0,9; 0,95; 1) вводится в качестве делителя к значению расчетного сопротивления или в качестве множителя к значению расчетных нагрузок и воздействий. El parámetro principal de la resistencia de un material a las influencias de fuerza es el conjunto de resistencia estándar. documentos reglamentarios basado en los resultados de estudios estadísticos de la variabilidad de las propiedades mecánicas de los materiales mediante pruebas de muestras de materiales utilizando métodos estándar. Una posible desviación de los valores estándar se tiene en cuenta mediante el coeficiente de confiabilidad del material ym > 1. Refleja la variabilidad estadística de las propiedades de los materiales y su diferencia con las propiedades de las muestras estándar probadas. La característica obtenida al dividir la resistencia estándar por el coeficiente m se denomina resistencia de diseño R. Esta característica principal de la resistencia de la madera está estandarizada por SNiP P-25-80 “Normas de diseño. Estructuras de madera”. La influencia desfavorable del entorno ambiental y operativo, tales como: cargas de viento y de instalación, altura de la sección, condiciones de temperatura y humedad, se tienen en cuenta mediante la introducción de coeficientes de condiciones operativas. El coeficiente t puede ser menor que uno si este factor o una combinación de ellos. Una combinación de factores reduce la capacidad de carga de la estructura, y más unidades, en el caso contrario. Para la madera, estos coeficientes se presentan en SNiP 11-25-80 “Normas de diseño. Los valores límite estándar de deflexiones cumplen los siguientes requisitos: a) tecnológicos (garantizar las condiciones para el funcionamiento normal de maquinaria y equipos de manipulación, instrumentación, etc.); b) estructural (asegurar la integridad de los elementos estructurales adyacentes, sus juntas, la presencia de un espacio entre las estructuras portantes y las estructuras divisorias, entramado de madera, etc., asegurando pendientes específicas); c) estético y psicológico (proporcionando impresiones favorables de la apariencia de las estructuras, evitando la sensación de peligro). La magnitud de las deflexiones máximas depende del tramo y del tipo de cargas aplicadas. Para estructuras de madera que cubren edificios bajo cargas constantes y temporales a largo plazo, la deflexión máxima varía de (1/150) - i a (1/300) (2). La resistencia de la madera también se reduce bajo la influencia de ciertos quimicos procedentes de daños biológicos, incrustados bajo presión en autoclaves a una profundidad considerable. En este caso, el coeficiente de condición de funcionamiento Tia = 0,9. La influencia de la concentración de tensiones en las secciones de diseño de los elementos de tracción debilitados por agujeros, así como en los elementos de flexión hechos de madera en rollo con recortes en la sección de diseño, se refleja en el coeficiente de condición de operación t0 = 0,8. Al calcular estructuras de madera para el segundo grupo de estados límite, la deformabilidad de la madera se tiene en cuenta mediante el módulo de elasticidad básico E, que, cuando la fuerza se dirige a lo largo de las fibras de la madera, se supone que es de 10.000 MPa y de 400 MPa. a través de las fibras. Al calcular la estabilidad, se asumió que el módulo de elasticidad era 4500 MPa. Módulo básico el corte de la madera (6) en ambas direcciones es de 500 MPa. Se supone que la relación de Poisson de la madera a través de las fibras con tensiones dirigidas a lo largo de las fibras es igual a pdo o = 0,5, y a lo largo de las fibras con tensiones dirigidas a través de las fibras, n900 = 0,02. Dado que la duración y el nivel de carga afectan no solo la resistencia, sino también las propiedades de deformación de la madera, el valor del módulo de elasticidad y el módulo de corte se multiplica por el coeficiente mt = 0,8 al calcular estructuras en las que las tensiones en elementos que surgen de permanente y las cargas temporales a largo plazo superan el 80% del voltaje total de todas las cargas. Al calcular estructuras de metal y madera, las características elásticas y resistencias de diseño del acero y las conexiones de elementos de acero, así como el refuerzo, se toman de acuerdo con los capítulos de SNiP para el diseño de estructuras de acero y hormigón armado. De todos los frondosos materiales de construcción Cuando se utilizan materias primas de madera, solo se recomienda utilizar madera contrachapada como elementos de estructuras de carga, cuyas resistencias básicas de diseño se dan en la Tabla 10 de SNiP P-25-80. En condiciones de funcionamiento adecuadas para estructuras de madera contrachapada encolada, los cálculos basados en el primer grupo de estados límite prevén multiplicar las resistencias básicas de cálculo del contrachapado por los coeficientes de las condiciones de funcionamiento TV, TY, TN y TL. Al calcular según el segundo grupo de estados límite, las características elásticas de la madera contrachapada en el plano de la hoja se toman según la tabla. 11 SNIP P-25-80. Módulo de elasticidad y módulo de corte para estructuras ubicadas en diferentes condiciones La operación, así como los expuestos a la influencia combinada de cargas permanentes y temporales a largo plazo, deben multiplicarse por los coeficientes correspondientes de las condiciones de operación adoptadas para la madera. Primer grupo mas peligroso. Se determina por inadecuación para su uso cuando una estructura pierde su capacidad de carga como consecuencia de su destrucción o pérdida de estabilidad. Esto no sucede mientras el máximo normal oh o las tensiones cortantes en sus elementos no exceden la resistencia calculada (mínima) de los materiales con los que están hechos. Esta condición está escrita por la fórmula. Los estados límite del primer grupo incluyen: destrucción de cualquier tipo, pérdida general de estabilidad de una estructura o pérdida local de estabilidad de un elemento estructural, violación de uniones que convierten la estructura en un sistema variable, desarrollo de deformaciones residuales de magnitud inaceptable. . El cálculo de la capacidad de carga se realiza basándose en el peor de los casos probables, es decir: la carga más alta y la resistencia más baja del material, calculadas teniendo en cuenta todos los factores que influyen en ella. Las combinaciones desfavorables se dan en las normas. Segundo grupo menos peligroso. Está determinada por la inadecuación de la estructura para el funcionamiento normal cuando se dobla a un valor inaceptable. Esto no sucede hasta que la deflexión relativa máxima de su /// no exceda los valores máximos permitidos. Esta condición está escrita por la fórmula. El cálculo de estructuras de madera según el segundo estado límite de deformaciones se aplica principalmente a estructuras flexibles y tiene como objetivo limitar la magnitud de las deformaciones. Los cálculos se basan en cargas estándar sin multiplicarlas por factores de seguridad, suponiendo un funcionamiento elástico de la madera. El cálculo de las deformaciones se realiza en base a las características medias de la madera, y no a las reducidas, como cuando se comprueba la capacidad de carga. Esto se explica por el hecho de que un aumento de la deflexión en algunos casos, cuando se utiliza madera de baja calidad, no supone un peligro para la integridad de las estructuras. Esto también explica el hecho de que los cálculos de deformación se realicen para cargas estándar y no para cargas de diseño. Para ilustrar el estado límite del segundo grupo, podemos dar un ejemplo cuando, como resultado de una deflexión inaceptable de las vigas, aparecen grietas en techumbre. La fuga de humedad en este caso altera el funcionamiento normal del edificio, provocando una disminución de la durabilidad de la madera debido a su humedad, pero al mismo tiempo el edificio sigue utilizándose. El cálculo basado en el segundo estado límite, por regla general, tiene un significado subordinado, porque lo principal es garantizar la capacidad de carga. Sin embargo, las limitaciones a las deflexiones son especialmente importantes para estructuras con conexiones dúctiles. Por lo tanto, las deformaciones de las estructuras de madera (postes compuestos, vigas compuestas, estructuras de tableros y clavos) deben determinarse teniendo en cuenta la influencia de la conformidad de las conexiones (SNiP P-25-80. Tabla 13). cargas, que actúan sobre las estructuras están determinadas por los Códigos y Reglamentos de Construcción - SNiP 2.01.07-85 "Cargas e Impactos". Al calcular estructuras de madera y plástico, se tiene en cuenta principalmente la carga constante del peso propio de las estructuras y otros elementos de construcción. gramo y cargas a corto plazo por el peso de la nieve. S, presión del viento w. También se tienen en cuenta las cargas derivadas del peso de personas y equipos. Cada carga tiene un valor estándar y de diseño. Es conveniente denotar el valor estándar con el índice n. Cargas estándar son los valores iniciales de las cargas: Las cargas temporales se determinan como resultado del procesamiento de datos de observaciones y mediciones a largo plazo. Las cargas constantes se calculan en función del peso propio y el volumen de las estructuras, otros elementos de construcción y equipos. Las cargas estándar se tienen en cuenta al calcular estructuras para el segundo grupo de estados límite: para las deflexiones. Cargas de diseño se determinan sobre la base de los normativos, teniendo en cuenta su posible variabilidad, especialmente hacia arriba. Para ello, los valores de las cargas estándar se multiplican por el factor de seguridad de la carga. y, cuyos valores son diferentes para diferentes cargas, pero todos ellos son mayores que la unidad. Los valores de carga distribuida se dan en kilopascales (kPa), que corresponden a kilonewtons por metro cuadrado (kN/m). La mayoría de los cálculos utilizan valores de carga lineal (kN/m). Las cargas de diseño se utilizan al calcular estructuras para el primer grupo de estados límite, para resistencia y estabilidad.
Capítulo 2. Fundamentos experimentales de la teoría de la resistencia del hormigón armado y métodos de cálculo de estructuras de hormigón armado Método de cálculo basado en estados límite 1. Esencia del método Método Método de cálculo del estado límite
Al realizar el cálculo mediante este método, la estructura se considera en su estado límite de diseño. El estado límite calculado se toma como el siguiente estado... Dos grupos de estados límite
Concreto reforzado
Se consideran estados límite aquellos en los que las estructuras dejan de cumplir los requisitos que se les imponen durante su funcionamiento, es decir, pierden Fundamentos de cálculos basados en estados límite. Cálculo de elementos estructurales de sección sólida.
Conferencia No. 2 Fundamentos de cálculos basados en estados límite. Cálculo de elementos estructurales de sección sólida. De acuerdo con las normas vigentes en Rusia, las estructuras de madera deben calcularse de acuerdo con Cálculo por estados límite
La carga de nieve estándar s H se determina basándose en el peso estándar de la capa de nieve so, que se expresa en estándares de carga (kN/m 2) de la proyección horizontal de la capa de nieve dependiendo de la región nevada del país. Este valor se multiplica por el coeficiente p, que tiene en cuenta la pendiente y otras características de la forma del revestimiento. Entonces la carga estándar s H = s 0 p- Para techos a dos aguas con a ^ 25°, p = 1, para a > 60° p = 0, y para ángulos de pendiente intermedios de 60° >*<х > 25° p == (60° - a°)/35°. Este. la carga es uniforme y puede ser bilateral o unilateral.
En el caso de cubiertas abovedadas a lo largo de cerchas rebajadas o arcos, la carga uniforme de nieve se determina teniendo en cuenta el coeficiente p, que depende de la relación entre la longitud del tramo / y la altura del arco /: p = //(8/).
Cuando la relación entre la altura del arco y el tramo. f/l= Una carga de nieve de 1/8 puede ser triangular con un valor máximo de s” en un apoyo y 0,5 s” en el otro y valor cero en la cresta. Coeficientes p que determinan la carga máxima de nieve en las relaciones Florida= 1/8, 1/6 y 1/5, respectivamente igual a 1,8; 2.0 y 2.2. La carga de nieve en los revestimientos en forma de lanceta se puede determinar como en los revestimientos a dos aguas, considerando que el revestimiento es condicionalmente a dos aguas a lo largo de los planos que pasan a través de las cuerdas de los ejes del piso en los arcos. La carga de nieve de diseño es igual al producto de la carga estándar y el factor de seguridad de carga 7- Para la mayoría de las estructuras livianas de madera y plástico con la relación entre cargas estándar constantes y de nieve. g norte / s H < 0,8 коэффициент y = 1.6. Para grandes proporciones de estas cargas en =1,4.
Se supone que la carga del peso de una persona con carga es igual - estándar R"= 0,1 kN y diseño R = p y y = 0,1 1,2 = 1,2 kN. Carga de viento. Carga de viento estándar w consiste en presión w’+ y succión wn – viento. Los datos iniciales para determinar la carga del viento son los valores de la presión del viento dirigidos perpendicularmente a las superficies del techo y las paredes de los edificios. Wisconsin(MPa), dependiendo de la región eólica del país y aceptado según las normas de cargas e impactos. Cargas de viento estándar w" se determinan multiplicando la presión normal del viento por el coeficiente k, teniendo en cuenta la altura de los edificios y el coeficiente aerodinámico Con, teniendo en cuenta su forma. Para la mayoría de los edificios de madera y plástico cuya altura no exceda los 10 m, k = 1.
Coeficiente aerodinámico Con Depende de la forma del edificio, sus dimensiones absolutas y relativas, pendientes, alturas relativas de las cubiertas y dirección del viento. En la mayoría de los tejados inclinados, cuyo ángulo de inclinación no supera a = 14°, la carga del viento actúa en forma de succión. W-. Al mismo tiempo, generalmente no aumenta, sino que reduce las fuerzas en las estructuras debidas a cargas constantes y de nieve y puede no tenerse en cuenta en el factor de seguridad al calcular. Se debe tener en cuenta la carga del viento al calcular los pilares y paredes de los edificios, así como al calcular estructuras triangulares y en forma de lanceta.
La carga de viento calculada es igual a la carga estándar multiplicada por el factor de seguridad. y= 1.4. De este modo, w = = w”y.
Resistencia regulatoria madera RH(MPa) son las principales características de la resistencia de la madera en zonas libres de defectos. Se determinan mediante los resultados de numerosas pruebas de laboratorio a corto plazo de pequeñas muestras estándar de madera seca con un contenido de humedad del 12% para tensión, compresión, flexión, trituración y astillado.
El 95% de las muestras de madera analizadas tendrán una resistencia a la compresión igual o superior a su valor estándar.
Los valores de resistencias estándar figuran en el apéndice. 5 se utilizan prácticamente en pruebas de laboratorio de la resistencia de la madera durante la fabricación de estructuras de madera y para determinar la capacidad de carga de estructuras portantes operativas durante sus inspecciones.
Resistencias calculadas madera R(MPa) son las principales características de resistencia de los elementos de madera auténtica de estructuras reales. Esta madera tiene defectos naturales y ha estado sometida a estrés durante muchos años. Las resistencias calculadas se obtienen en base a resistencias estándar teniendo en cuenta el coeficiente de fiabilidad del material. en y coeficiente de duración de carga t al según la fórmula
Coeficiente en significativamente más de uno. Tiene en cuenta la disminución de la resistencia de la madera real como resultado de la heterogeneidad de la estructura y la presencia de diversos defectos que no ocurren en muestras de laboratorio. Básicamente, la resistencia de la madera se reduce mediante nudos. Reducen el área de la sección transversal de trabajo cortando y separando sus fibras longitudinales, creando excentricidad. fuerzas longitudinales y la inclinación de las fibras alrededor del nudo. La inclinación de las fibras hace que la madera se estire a través y en ángulo con respecto a las fibras, cuya resistencia en estas direcciones es mucho menor que a lo largo de las fibras. Los defectos de la madera reducen la resistencia a la tracción de la madera casi a la mitad y aproximadamente una vez y media en compresión. Las grietas son más peligrosas en áreas donde se corta madera. A medida que aumentan las dimensiones de las secciones transversales de los elementos, las tensiones tras su destrucción disminuyen debido a la mayor heterogeneidad de la distribución de tensiones entre las secciones, que también se tiene en cuenta a la hora de determinar las resistencias de cálculo.
Coeficiente de duración de carga t dl<С 1- Он учитывает, что древесина без пороков может неограниченно долго выдерживать лишь около половины той нагрузки, которую она выдерживает при кратковременном нагружении в процессе испытаний. Следовательно, ее длительное R en resistencia Soy casi ^^ la mitad del corto plazo /tg.
La calidad de la madera influye naturalmente en los valores de sus resistencias calculadas. Madera de 1er grado: con los menores defectos, tiene la mayor resistencia calculada. Las resistencias calculadas de la madera de 2.º y 3.º grado son respectivamente más bajas. Por ejemplo, la resistencia a la compresión calculada de la madera de pino y abeto de segundo grado se obtiene de la expresión
Las resistencias calculadas de la madera de pino y abeto a la compresión, tensión, flexión, despostillamiento y aplastamiento se dan en el apéndice. 6.
Coeficientes de condiciones de trabajo. t La resistencia de diseño de la madera tiene en cuenta las condiciones en las que se fabrican y operan las estructuras de madera. Coeficiente de raza T" tiene en cuenta la diferente resistencia de la madera de diferentes especies, diferente de la resistencia de la madera de pino y abeto. El factor de carga tn tiene en cuenta la corta duración de las cargas de viento y de instalación. Cuando se aplasta Tennesse= 1,4, para otros tipos de tensiones t norte = 1.2. El coeficiente de altura de sección al doblar madera de vigas de madera encolada con una altura de sección de más de 50 cm /72b disminuye de 1 a 0,8, y aún más con una altura de sección de 120 cm. El coeficiente de espesor de las capas de elementos de madera encolada tiene en cuenta el aumento de su resistencia a la compresión y flexión a medida que disminuye el espesor de las tablas a encolar, por lo que aumenta la homogeneidad de la estructura de la madera encolada. Sus valores están dentro de 0,95. 1.1. El coeficiente de flexión m rH tiene en cuenta las tensiones de flexión adicionales que surgen cuando las tablas se doblan durante la producción de elementos de madera encolada doblados. Depende de la relación entre el radio de curvatura y el espesor de las placas r/b y tiene un valor de 1,0. 0,8 cuando esta relación aumenta de 150 a 250. Coeficiente de temperatura mt tiene en cuenta la reducción de la resistencia de la madera en estructuras que funcionan a temperaturas de +35 a +50 °C. Disminuye de 1,0 a 0,8. Coeficiente de humedad remolque tiene en cuenta la disminución de la resistencia de la madera en estructuras que operan en un ambiente húmedo. Cuando la humedad del aire interior es del 75 al 95%, tvl = 0,9. Al aire libre en zonas secas y normales. remolque = 0,85. Con hidratación constante y en agua. remolque = 0,75. Factor de concentración de estrés t k = 0,8 tiene en cuenta la reducción local de la resistencia de la madera en zonas con cortes y agujeros durante la tensión. El coeficiente de duración de la carga t dl = 0,8 tiene en cuenta la disminución de la resistencia de la madera como resultado del hecho de que las cargas a largo plazo a veces representan más del 80% de las cargas totales que actúan sobre la estructura.
Módulo de elasticidad de la madera., determinado en pruebas de laboratorio de corta duración, E cr= 15-103MPa. Al tener en cuenta las deformaciones bajo cargas a largo plazo, al calcular por deflexiones £=10 4 MPa (Apéndice 7).
Las resistencias estándar y calculadas del contrachapado de construcción se obtuvieron utilizando los mismos métodos que para la madera. En este caso se tuvo en cuenta la forma de la lámina y el número impar de capas con direcciones de fibra perpendiculares entre sí. Por lo tanto, la resistencia de la madera contrachapada en estas dos direcciones es diferente y a lo largo de las fibras exteriores es ligeramente mayor.
El más utilizado en estructuras es el contrachapado de siete capas de la marca FSF. Sus resistencias calculadas a lo largo de las fibras de las chapas exteriores son iguales a: tracción # f. p = 14 MPa, compresión #f. c = 12 MPa, curvado fuera del plano /? f.„ = 16 MPa, corte en el plano # f. sk = 0,8 MPa y cortante /? F. promedio - 6 MPa. A través de las fibras de las carillas exteriores, estos valores son respectivamente iguales a: tracción yo f_r= 9 MPa, compresión # f. s = 8,5 MPa, flexión # F.i = 6,5 MPa, corte R$. CK= 0,8 MPa, corte # f. media = = 6 MPa. Los módulos de elasticidad y corte a lo largo de las fibras externas son iguales, respectivamente, Ё f = 9-10 3 MPa y b f = 750 MPa y a través de las fibras externas £ f = 6-10 3 MPa y G$ = 750 MPa.
Cálculo por estados límite
Los estados límite de las estructuras según el grado de posibles consecuencias se dividen de la siguiente manera:
De acuerdo con el método de cálculo basado en estados límite, en lugar del factor de seguridad único utilizado anteriormente (según el método de tensión permisible), se utilizan varios coeficientes independientes, teniendo en cuenta las características operativas de la estructura, cada uno de los cuales tiene un cierto contribución a asegurar la confiabilidad de la estructura y garantías contra la ocurrencia de un estado límite.
El método del estado límite, desarrollado en la URSS y basado en investigaciones dirigidas por el profesor N. S. Streletsky, fue introducido por códigos y reglamentos de construcción en 1955 y en la Federación de Rusia es el método principal para calcular estructuras de edificios.
Este método se caracteriza por una evaluación completa de la capacidad de carga y confiabilidad de las estructuras teniendo en cuenta:
El cálculo de una estructura mediante el método de los estados límite debe garantizar la no aparición de un estado límite.
Fundación Wikimedia. 2010.
estado límite- La condición de una estructura en la que pierde la capacidad de mantener una de sus funciones de protección contra incendios. [GOST R 53310 2009] [GOST R 53310 2013] estado límite El estado de un objeto en el que su funcionamiento posterior es inaceptable o ... Guía del traductor técnico
En mecánica estructural, estado de una estructura (estructura) en el que deja de cumplir con los requisitos operativos. El método del estado límite es el principal en la Federación Rusa al calcular estructuras de edificios... Gran diccionario enciclopédico
estado límite- 2.5. Estado límite Estado límite El estado de un objeto en el que su funcionamiento posterior es inaceptable o poco práctico, o restaurar su estado operativo es imposible o poco práctico Fuente: GOST 27.002 89:... ...
- (en mecánica estructural), el estado de una estructura (estructura) en el que deja de cumplir con los requisitos operativos. El método del estado límite es el principal en Rusia a la hora de calcular estructuras de edificios. * * * LÍMITE… … diccionario enciclopédico
Estado límite de AL- 2.2. El estado límite AL es el estado de un carro escalera en el que su funcionamiento posterior es inaceptable o poco práctico, o el restablecimiento de su condición de funcionamiento es imposible o poco práctico. Fuente … Diccionario-libro de referencia de términos de documentación normativa y técnica.
estado límite- ribinė būsena statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Objekto būsena, kai tolesnis jo naudojimas neleistinas arba netikslingas. atitikmenys: inglés. estado limitante vok. Grenzzustand, m rus. estado límite, n pranc. estado… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
estado límite- ribinė būsena statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. estado limitante vok. Grenzzustand, m rus. estado límite, n pranc. estado límite, m … Fizikos terminų žodynas
La condición del producto, en la que su uso posterior para el propósito previsto es inaceptable o poco práctico, o la restauración de su condición de servicio u funcionamiento es imposible o poco práctico... Gran Diccionario Politécnico Enciclopédico
estado límite- – el estado de un objeto en el que su funcionamiento posterior es inaceptable o impráctico, o el restablecimiento de su condición de funcionamiento es imposible o impráctico. GOST 27.002 89 ... Generación de energía comercial. Libro de referencia del diccionario
estado límite- el estado de un objeto en el que su funcionamiento posterior debe interrumpirse debido a una violación irreparable de los requisitos de seguridad, o una disminución irreparable en el nivel de rendimiento, o una disminución inaceptable en la eficiencia operativa ... Diccionario explicativo terminológico politécnico.
geométricamente:
matriz: una estructura en la que todas las dimensiones son del mismo orden;
madera: un elemento en el que dos tamaños son muchas veces más pequeños que el tercero;
losa: un elemento en el que un tamaño es muchas veces más pequeño que los otros dos;
Los sistemas de varillas son sistemas geométricamente inmutables de varillas conectadas entre sí de forma articulada o rígida. Estos incluyen cerchas de construcción (vigas o voladizos).
desde un punto de vista estático:
estáticamente determinable: estructuras en las que las fuerzas o tensiones sólo pueden determinarse a partir de ecuaciones de equilibrio;
estáticamente indeterminadas – estructuras para las cuales las ecuaciones estáticas por sí solas no son suficientes;
según materiales utilizados: acero, madera, hormigón armado, hormigón, piedra (ladrillo);
desde el punto de vista del estado tensión-deformación(es decir, fuerzas internas, tensiones y deformaciones que surgen en estructuras bajo la influencia de cargas externas): más simple, simple, complejo.
Fiabilidad– la capacidad de una estructura para mantener sus cualidades operativas durante toda su vida útil, así como durante su transporte desde las fábricas hasta el lugar de construcción y en el momento de la instalación.
Durabilidad- la vida útil máxima de los edificios y estructuras, durante la cual mantienen las cualidades operativas requeridas.
Industrialismo –
Unificación- limitar el número de tamaños estándar de parámetros de construcción y productos estándar, teniendo en cuenta su intercambiabilidad.
Límite Estas son las condiciones para que un edificio, estructura, así como los cimientos o estructuras individuales, dejen de satisfacer los requisitos operativos especificados, así como los requisitos especificados durante su construcción. Los estados límite de estructuras (edificios) se dividen en dos grupos:
Hacia estados límite primer grupo incluyen: pérdida general de estabilidad de forma; pérdida de estabilidad de la posición; destrucción frágil, dúctil o de otro tipo; destrucción bajo la influencia combinada de factores de fuerza e influencias desfavorables del entorno externo, etc.
Hacia estados límite segundo grupo Estos incluyen condiciones que impiden el funcionamiento normal de las estructuras (edificios) o reducen su durabilidad debido a la aparición de movimientos inaceptables (deflexiones, asentamientos, ángulos de rotación), vibraciones y grietas;
La esencia del cálculo: El método de cálculo de estructuras de edificación mediante estados límite tiene como objetivo evitar la aparición de cualquiera de los estados límite que pueden presentarse en una estructura (edificio).
Al calcular los estados límite del primer y segundo grupo, como ya se señaló, el principal indicador de resistencia del material es su resistencia, que (junto con otras características) puede tomar valores estándar y de diseño:
R norte - resistencia del material estándar , representa parámetro principal de resistencia del material influencias externas y está establecido por los capítulos pertinentes de los códigos de construcción (teniendo en cuenta las condiciones de control y la variabilidad estadística de las resistencias). El significado físico de la resistencia estándar R n es característica de control o rechazo de la resistencia del material con una garantía de al menos el 0,95%;
R - resistencia del material de diseño , está determinado por la fórmula:
γ metro - factor de seguridad de materiales , tiene en cuenta posibles desviaciones de la resistencia del material en dirección desfavorable de los valores estándar, γ m > 1.
γ C - factor de condiciones de trabajo , tiene en cuenta las características del funcionamiento de materiales, elementos y conexiones de estructuras, así como edificios y estructuras en general, si estas características son de naturaleza sistemática, pero no se reflejan directamente en los cálculos (teniendo en cuenta la temperatura, humedad, agresividad del ambiente, aproximación de esquemas de diseño, etc.);
norte ; norte ; γ F – , tiene en cuenta posibles desviaciones de cargas en una dirección desfavorable (más o menos) de sus valores estándar; γ norte - coeficiente de confiabilidad para la responsabilidad , tiene en cuenta las consecuencias económicas, sociales y medioambientales que pueden derivarse de los accidentes.
norte s p.ej Y resistencia de servicioR ser Se consideran valores de diseño para cálculos basados en estados límite del segundo grupo.Al calcular para el primer grupo de estados límite, que están relacionados con garantizar la capacidad de carga de las estructuras (edificios), aceptar valores calculados: cargas de diseño norte y resistencias materiales calculadas r.
Comportamiento de materiales para estructuras portantes bajo carga y sus características de diseño.
Acero.
tres secciones de trabajo de acero: 1 - sección de trabajo elástico; 2 - área de trabajo plástico; 3 - zona de trabajo elastoplástico.
Las resistencias estándar y de diseño requeridas para los cálculos estructurales se toman en función del límite elástico.
R arriba: resistencia estándar del acero, tomada de acuerdo con el límite elástico; R y - resistencia de diseño del acero, tomada de acuerdo con el límite elástico;
R ip - resistencia estándar del acero, tomada según la resistencia temporal; R y es la resistencia de diseño del acero, tomada de la resistencia temporal;
Madera
Las estructuras de madera están hechas de madera de coníferas y madera dura, que se dividen en troncos en rollo, madera aserrada y madera contrachapada de construcción.
El trabajo de la madera depende del tipo de carga (tensión, compresión, flexión, aplastamiento, astilla), la dirección de acción de la fuerza en relación con la dirección de las fibras de la madera, la duración de la carga, el tipo de madera y otros factores. La presencia de defectos de la madera (capas transversales, nudos, grietas, etc.) tiene un impacto significativo en su resistencia. La madera se divide en tres grados; la madera de mayor calidad se clasifica como de primer grado. 
Diagrama del trabajo de la madera a lo largo de la veta: 1 - en tensión; 2 - para compresión; R^p es la resistencia temporal de la madera pura; c - tensiones normales; e - deformaciones relativas
Concreto reforzado. El hormigón armado es complejo material de construcción, en el que el hormigón y el refuerzo de acero trabajan juntos. Para comprender el funcionamiento del hormigón armado y determinar las características necesarias para el cálculo, consideraremos cada uno de sus materiales constituyentes.
El principal indicador de la calidad del hormigón es la clase de resistencia a la compresión, que se establece en base a pruebas de cubos de hormigón a la edad de 28 días. 
Diagrama de tensiones y deformaciones del hormigón: 1 - zona de deformación elástica; 2- zona de deformación plástica; σ bu - resistencia a la compresión temporal del hormigón; σ btu - resistencia a la tracción temporal del hormigón; Eb - módulo de elasticidad del hormigón;
Guarniciones. Se acepta refuerzo en estructuras de hormigón armado dependiendo del tipo de estructura, la presencia de pretensado, así como las condiciones de funcionamiento de los edificios y estructuras.
Según la naturaleza del trabajo del refuerzo, reflejada en el diagrama, se distinguen tres tipos de aceros de refuerzo: 1. Acero con una meseta de fluencia pronunciada (acero de refuerzo dulce). El límite elástico de dichos aceros es σ y 2. El acero de refuerzo con un límite elástico condicional es σ 0,2. El límite elástico de dichos aceros se considera igual a la tensión a la que la deformación residual de la muestra es del 0,2%. 3 - Acero de refuerzo con dependencia linealσ 0,2 - casi hasta el punto de ruptura. Para tales aceros, el límite elástico se establece como para los aceros del segundo tipo.
Diagramas de tracción de aceros de refuerzo:
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Albañilería. La resistencia de la mampostería depende principalmente de la resistencia de la piedra (ladrillo) y el mortero.
Diagrama de deformación de mampostería durante la compresión: 1 - zona de deformación elástica; 2- zona de deformación plástica; R y - resistencia temporal (resistencia a la compresión promedio de la mampostería); tan φ 0 = E 0 - módulo elástico (módulo de deformación inicial)
Al realizar el cálculo mediante este método, la estructura se considera en su estado límite de diseño. Se considera estado límite de diseño el estado de la estructura en el que deja de cumplir con los requisitos operativos que se le imponen, es decir, pierde la capacidad de resistir influencias externas o sufre deformaciones inaceptables o daños locales.
Para estructuras de acero se establecen dos estados límite de diseño:
El primer estado límite calculado se expresa mediante la desigualdad.
donde N es la fuerza de diseño en la estructura a partir de la suma de los efectos de las cargas de diseño P en la combinación más desfavorable;
Ф es la capacidad de carga de la estructura, que es función de las dimensiones geométricas de la estructura, la resistencia de diseño del material R y el coeficiente de condiciones de operación m.
Las cargas de diseño P para las que se calcula la estructura (en base al estado límite) se consideran ligeramente superiores a las normativas. La carga de diseño se define como el producto de la carga estándar por el factor de sobrecarga n (mayor que la unidad), teniendo en cuenta el peligro de exceder la carga respecto a su valor estándar debido a la posible variabilidad de la carga:
Los valores de los coeficientes p se dan en la tabla Cargas estándar y de diseño, factores de sobrecarga.
Por lo tanto, las estructuras se consideran bajo la influencia de cargas de diseño en lugar de cargas operativas (estándar). A partir de la influencia de las cargas de diseño en una estructura se determinan las fuerzas de diseño (fuerza axial N o momento M), las cuales se encuentran de acuerdo con las reglas generales de resistencia de materiales y mecánica estructural.
Lado derecho de la ecuación principal (1.I)- capacidad de carga de la estructura F - depende de la resistencia máxima del material a las influencias de fuerza, caracterizada por las propiedades mecánicas del material y denominada resistencia estándar R n, así como de las características geométricas de la sección (seccional área F, momento de resistencia W, etc.).
Para el acero de construcción, se supone que la resistencia estándar es igual al límite elástico,
(para el acero de construcción más común, grado St. 3 σ t = 2.400 kg/cm 2).
La resistencia de diseño del acero R se toma como un voltaje igual a la resistencia estándar multiplicado por el coeficiente de uniformidad k (menor que la unidad), teniendo en cuenta el riesgo de disminución de la resistencia del material respecto a su valor estándar debido a variabilidad en las propiedades mecánicas del material
Para aceros ordinarios con bajo contenido de carbono k = 0,9 y para aceros de alta calidad (baja aleación) k = 0,85.
Por tanto, la resistencia calculada R- se trata de una tensión igual al valor más bajo posible del límite elástico del material, que se acepta para la estructura como valor límite.
Así, la ecuación principal de diseño (1.I) tendrá la siguiente forma:
donde N y M son las fuerzas o momentos axiales calculados a partir de las cargas calculadas (teniendo en cuenta los factores de carga); F nt - área de la sección transversal neta (excluidos los agujeros); W nt es el momento de resistencia de la sección neta (menos los agujeros);
donde F br y W br son el área y el momento de resistencia de la sección bruta (sin deducir los agujeros); φ y φ b son coeficientes que reducen la resistencia de diseño a valores que aseguren un equilibrio estable.
Por lo general, al calcular la estructura prevista, primero se selecciona la sección transversal del elemento y luego se verifica la tensión de las fuerzas de diseño, que no debe exceder la resistencia de diseño multiplicada por el coeficiente de las condiciones de operación.
Por lo tanto, junto con las fórmulas de la forma (4.I) y (5.I), escribiremos estas fórmulas en forma funcional en términos de tensiones calculadas, por ejemplo:
donde σ es la tensión de diseño en la estructura (basada en las cargas de diseño).
Es más correcto escribir los coeficientes φ y φ b en las fórmulas (8.I) y (9.I) en el lado derecho de la desigualdad como coeficientes que reducen la resistencia calculada a tensiones críticas. Y sólo para facilitar los cálculos y comparar los resultados, se escriben en el denominador del lado izquierdo de estas fórmulas.
* Los valores de resistencias estándar y coeficientes de uniformidad se dan en las "Normas y reglas de construcción" (SNiP), así como en las "Normas y condiciones técnicas para el diseño de estructuras de acero" (NiTU 121-55).
"Diseño de estructuras de acero"
K.K.
Existen varias categorías de voltajes: principal, local, adicional e interno. Las tensiones fundamentales son tensiones que se desarrollan dentro del cuerpo como resultado del equilibrio de los efectos de las cargas externas; se tienen en cuenta en el cálculo. Cuando el flujo de energía se distribuye de manera desigual a lo largo de la sección transversal, debido, por ejemplo, a un cambio brusco en la sección transversal o a la presencia de un agujero, se produce una concentración de tensiones locales. Sin embargo, en materiales plásticos, que incluyen acero de construcción,…
Al calcular las tensiones permitidas, la estructura se considera en su condición de funcionamiento bajo la influencia de cargas permitidas durante el funcionamiento normal de la estructura, es decir, cargas estándar. La condición para la resistencia de la estructura es que las tensiones en la estructura por cargas estándar no excedan las tensiones permisibles establecidas por las normas, las cuales representan una cierta parte de la tensión máxima del material aceptado para la construcción de acero...
