Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Строительство arrow Оценка технического состояния зданий

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КОНСТРУКТИВНЫМ ЭЛЕМЕНТАМ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

К любым зданиям и сооружениям предъявляются следующие требования:

  • • все здания и сооружения, а также их отдельные элементы должны быть прочны и устойчивы;
  • • перемещения элементов не должны выходить за пределы, обусловленные возможностью и удобством их эксплуатации;
  • • не должны возникать трещины и повреждения, нарушающие возможность нормальной эксплуатации или снижающие долговечность сооружений.

В то же время не должны допускаться излишние запасы как по классам и маркам применяемых материалов, так и в отношении сечений отдельных элементов, а также в конструктивной системе здания и сооружения в целом.

В обеспечении надежности строительных конструкций существенную роль играют методы расчета, заложенные в строительных нормах и правилах. Они определяют ожидаемый уровень надежности, который связан с расходом материалов и стоимостью конструкций. Требуемый уровень надежности не только обеспечивается расчетными требованиями норм проектирования, но и зависит также от метода расчета, принятой конструктивной схемы, вида соединений отдельных элементов, правил конструирования, контрольных испытаний и условий приемки при изготовлении и монтаже.

Расчет строительных конструкций проводится по методу предельных состояний.

Основные положения метода предельных состояний сформулированы в стандарте СЭВ 384-87. Определенное усовершенствование этот метод получил в международном стандарте «Общие принципы проверки надежности конструкций». Метод устанавливает следующие положения по расчету конструкций на силовые воздействия:

  • • строительные конструкции должны быть запроектированы таким образом, чтобы они обладали достаточной надежностью при возведении и эксплуатации с учетом, при необходимости, особых воздействий (например, вследствие землетрясения, наводнения, пожара, взрыва). Основным свойством, определяющим надежность строительных конструкций, зданий и сооружений в целом, является безотказность их работы — способность сохранять заданные эксплуатационные качества в течение определенного срока службы;
  • • рассчитывать строительные конструкции и основания следует по методу предельных состояний, основные положения которого направлены на обеспечение безотказной работы конструкций и оснований с учетом изменчивости свойств материалов, грунтов, нагрузок и воздействий, геометрических характеристик конструкций, условий их работы, а также степени ответственности и экономической значимости проектируемых объектов, определяемой материальным и социальным ущербом при нарушении их работоспособности. Предельные состояния определяют как состояния, при которых конструкция (здание или сооружение в целом) перестает удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям при производстве работ.

Предельные состояния подразделяются на две группы:

к первой относятся состояния, приводящие к полной непригодности эксплуатации конструкций, оснований (здания или сооружения в целом) или к полной (частичной) потере их несущей способности. Это можно определить как абсолютные предельные состояния;

вторая включает состояния, затрудняющие нормальную эксплуатацию конструкций или оснований или уменьшающие долговечность здания (сооружения) по сравнению с предусматриваемым сроком службы. Их можно определить как функциональные предельные состояния.

Предельные состояния первой группы определяются: разрушением любого характера (например, пластическим, хрупким, усталостным); потерей устойчивости формы, приводящей к полной непригодности к эксплуатации; потерей устойчивости положения; переходом в изменяемую систему; качественным изменением конфигурации; другими явлениями, при которых наступает необходимость прекращения эксплуатации (например, чрезмерные деформации в результате ползучести, пластичности, сдвига в соединениях, раскрытия трещин, а также образование трещин).

Предельные состояния второй группы характеризуются: достижением предельных деформаций конструкций (например, предельных прогибов, поворотов) или предельных состояний основания; предельным уровнем колебаний конструкции или оснований; образованием трещин; достижением предельных раскрытий или длин трещин; потерей устойчивости формы, приводящей к затруднению нормальной эксплуатации, а также к другим явлениям, при которых возникает необходимость временного ограничения эксплуатации здания или сооружения из-за неприемлемого снижения их срока службы (например, коррозионные повреждения).

Расчет по предельным состояниям имеет целью обеспечить надежность здания или сооружения в течение всего срока службы, а также при производстве работ. Условия обеспечения надежности заключаются в том, чтобы расчетные значения нагрузок или ими вызванных усилий, напряжений, деформаций, перемещений, раскрытия трещин не превышали соответствующих им предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования конструкций или оснований.

Общее условие непревышения предельного состояния может быть представлено в виде области допустимых состояний конструкции

(2.1)

где Рр — расчетное значение нагрузки; а^ — нагрузочный эффект (усилия, напряжения, деформации и т.п.); я, — функция геометрических и физических параметров конструкции; Рр = УfFн; Гн — нормативное значение нагрузки; уу — коэффициент надежности по нагрузке; Ь1 Яр — несущая способность конструкции; 6, — функция параметров поперечного сечения и т.п.; Яр — расчетное значение сопротивления материала, Яр — Яи/ ут; Яи нормативное значение сопротивления материала; ут — коэффициент надежности по материалу; уп коэффициент надежности по назначению конструкции (коэффициент ответственности); уа — коэффициент точности; уа — коэффициент условий работы; С — постоянные, включающие предварительно выбранные расчетные ограничения, задаваемые для некоторых видов предельных состояний (по прогибам, раскрытию трещин и т.п.).

Содержащиеся в нормах проектирования значения нагрузок, сопротивления материалов, величины коэффициентов надежности определяют уровень надежности и назначаются на основе практического опыта. Сейчас наметилась тенденция к постепенному снижению расчетных значений нагрузок и повышению расчетных сопротивлений материалов.

Входящие в неравенство (2.1) факторы, от которых зависит состояние конструкции, условно можно разделить на две группы. Первая группа факторов определяется свойствами самой конструкции; вторая — зависит главным образом от внешних воздействий. Такое разделение на группы возможно потому, что в большинстве случаев между ними отсутствуют функциональные связи. Нередко бывают ситуации, когда факторы одной группы оказывают влияние на факторы другой.

Отсюда для первой группы предельных состояний условие (2.1) можно сформулировать следующим образом — усилия в конструкции не должны превышать несущей способности:

у ,лМ°іЛ,ув

Для второй группы предельных состояний неравенство может быть представлено так:

уМаіРр,Уа,Чс) ^ С.

Здесь левая часть неравенства представляет собой прогиб, угол поворота, раскрытие трещин и т.д., а правая — предельно допустимые значения этих величин.

Предельно допустимые значения деформаций устанавливаются обычно из необходимости соблюдения архитектурных или технологических требований к деформациям сооружений — изменение проектных уровней в положении здания и сооружения в целом, отдельных их элементов и оборудования, включая требования к нормальной работе лифтов, кранового оборудования и т.п.

При расчете конструкций должны рассматриваться случаи, представляющие собой комплекс условий, определяющих требования к конструкциям. Могут быть учтены ситуации следующих типов:

  • • установившиеся, имеющие продолжительность того же порядка, что и срок службы строительного объекта (например, эксплуатация между двумя капитальными ремонтами или изменениями технологического процесса);
  • • переходные, имеющие небольшую по сравнению со сроком службы строительного объекта продолжительность (например, возведение здания, капитальный ремонт, реконструкция);
  • • аварийные, имеющие малую вероятность появления и небольшую продолжительность, но являющиеся весьма важными с точки зрения последствий достижения предельных состояний, возможных при них (например, ситуация, возникающая в связи со взрывом, столкновением, аварией оборудования, пожаром, а также непосредственно после отказа отдельного элемента конструкции);
  • • расчетные, характеризуемые расчетной схемой конструкции, видами нагрузок, значениями коэффициентов условий работы и коэффициентов надежности.

Возможные отклонения сопротивлений и других характеристик материалов и грунтов в неблагоприятную сторону от расчетных значений учитываются коэффициентами надежности по материалу и грунту ут. Они устанавливаются нормами проектирования конструкций и оснований в зависимости от свойств материалов и грунтов, их статистической изменчивости, а также с учетом факторов, которые не могут быть определены статистическим путем (в частности, характер разрушения материала, допуски на толщину проката, практический опыт и т.п.).

Нормативные значения нагрузок и воздействий классифицированы в нормах нагрузок. Коэффициент надежности по нагрузке включает возможные неблагоприятные отклонения воздействия от нормативного значения вследствие изменчивости нагрузок или отступлений от условий нормальной эксплуатации.

Коэффициент точности учитывает возможные неблагоприятные отклонения геометрических размеров (размеры элементов конструкции, их взаимное расположение, начальные прогибы и т.п.) от нормативных значений.

Коэффициент условий работы отражает те факторы, которые в целях упрощения расчетной модели не учитываются прямым путем. Он может вводиться в расчеты для упрощения приближенного учета ползучести, пластических свойств материалов, влияния податливости опор и в других случаях упрощения статических и динамических расчетов. Кроме того, указанный коэффициент включает факторы, которые не имеют аналитического описания, такие как влияние коррозии, агрессивность окружающей среды и т.д. Таким образом, этот коэффициент отражает степень идеализации расчетной модели.

Коэффициент надежности по назначению (коэффициент ответственности) учитывает ответственность сооружения и ее влияние на требуемый уровень надежности. Конструкции должны иметь различную надежность в зависимости от ответственности проектируемого объекта, определяемой размером материального и социального ущерба при достижении конструкцией предельного состояния. Установлены четыре класса ответственности объектов:

к «и» отнесены имеющие уникальное экономическое и (или) социальное значение;

к первому — объекты, имеющие особо важное экономическое и (или) социальное значение, приносящие высокий доход или имеющие значительную стоимость, а также здания и сооружения, при достижении конструкциями которых предельных состояний одновременно подвергается опасности большое число людей;

ко второму — здания и сооружения, имеющие важное экономическое и (или) социальное значение.

к третьему — здания и сооружения, имеющие ограниченное экономическое и (или) социальное значение, т.е. от надежности которых зависит безопасность эпизодически появляющихся людей.

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >
 

Популярные страницы