Что такое строительная механика
iSopromat.ru
Строительная механика
Строительная механика (сокр. — Строймех) это наука о принципах и методах расчета сооружений на прочность, жесткость и устойчивость в условиях действия постоянных и переменных нагрузок.
Её изучение, позволит будущим специалистам стать квалифицированными проектировщиками, создавать экономичные и надежные конструкции, грамотно вести работы по монтажу строительных конструкций.
Строймех является одним из основных базовых предметов для студентов строительных специальностей.
Изучение строительной механики
Изучение предмета основано на знании студентами таких общеобразовательных дисциплин, как высшая математика, физика, теоретическая механика и сопротивление материалов.
Целью изучения строимеханики является ознакомление будущих специалистов с теоретическими основами образования и расчёта простых сооружений, понятиями об основах науки о прочности, жёсткости, устойчивости и динамики основных элементов строительных конструкций.
Овладение практическими расчетными приемами строительной механики связано с изучением курсов: «Металлические конструкции», «Железобетонные и каменные конструкции», «Конструкции из дерева и пластмасс». Материал всех указанных дисциплин логически взаимосвязан с материалом данного раздела.
Содержание курса
Требования к уровню освоения дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
Перечень тем для самостоятельного изучения
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Для уверенного освоения курса рекомендуем использовать следующие источники:
Основная литература
Дополнительная литература
Электронные средства обеспечения
Уважаемые студенты!
На нашем сайте можно получить помощь по техническим и другим предметам:
✔ Решение задач и контрольных
✔ Выполнение учебных работ
✔ Помощь на экзаменах
Строительная механика
Полезное
Смотреть что такое «Строительная механика» в других словарях:
Строительная механика — Строительная механика это совокупность наук о прочности, жёсткости и устойчивости строительных конструкций. Основной задачей строительной механики является разработка методов расчета и получения данных для надежного и экономичного… … Википедия
СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА — наука о принципах и методах расчета сооружений на прочность, жесткость, ударную и вибрационную устойчивость. Главные объекты изучения строительной механики плоские и пространственные стержневые системы и системы из пластинок и оболочек. Основные… … Большой Энциклопедический словарь
строительная механика — сущ., кол во синонимов: 1 • смех (49) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
строительная механика — авиационных конструкций область строительной механики сооружений, в которой в качестве объекта исследования рассматриваются конструкции отдельных агрегатов и частей летательных аппаратов или конструкция летательных аппаратов в целом.… … Энциклопедия «Авиация»
строительная механика — авиационных конструкций область строительной механики сооружений, в которой в качестве объекта исследования рассматриваются конструкции отдельных агрегатов и частей летательных аппаратов или конструкция летательных аппаратов в целом.… … Энциклопедия «Авиация»
строительная механика — наука о принципах и методах расчёта сооружений на прочность, жёсткость, ударную и вибрационную устойчивость. Главные объекты изучения строительной механики плоские и пространственные стержневые системы и системы из пластинок и оболочек. Основные … Энциклопедический словарь
СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА — науч. дисциплина, изучающая принципы и методы расчёта сооружений на прочность, жёсткость и устойчивость. Осн. задачи С. м.: разработка методов определения внутр. усилий, возникающих в частях зданий и сооружений под действием внеш. нагрузок,… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Строительная механика корабля — научная дисциплина, изучающая методы расчетов прочности и жесткости корпуса корабля и его частей. Строительная механика корабля определяет усилия, действующие на корабль в процессе его службы, возникающие напряжения при этом, изменение форм… … Морской словарь
Строительная механика авиационных конструкций — область строительной механики сооружений, в которой в качестве объекта исследования рассматриваются конструкции отдельных агрегатов и частей летательных аппаратов или конструкция летательных аппаратов в целом. В ряду научных дисциплин,… … Энциклопедия техники
Строительная механика корабля — научная дисциплина, рассматривающая методы расчёта прочности и жёсткости корпусных конструкций судна (См. Судно). Изучает воздействие внешних сил на конструкции, исследует напряжения и деформации, возникающие в них под действием заданной… … Большая советская энциклопедия
Строительная механика
Строительная механика — это совокупность наук о прочности, жёсткости и устойчивости строительных конструкций.
Основной задачей строительной механики является разработка методов расчета и получения данных для надежного и экономичного проектирования зданий и сооружений. Для обеспечения необходимой надежности сооружения основные элементы конструкций должны иметь достаточно большие сечения. Экономика же требует, чтобы расход материалов, идущих на изготовление конструкций, был возможно меньшим. Чтобы увязать требования надежности с экономичностью, необходимо возможно точнее произвести расчет и строго соблюдать в процессе проектирования, возведения и эксплуатации сооружения те требования, которые вытекают из этого расчета.
Долгое время человечество не имело в своем распоряжении методов расчета сооружений. Несмотря на это, удавалось возводить грандиозные и совершенные в конструктивном отношении памятники архитектуры. Это зависело от таланта зодчих, которые интуитивно чувствовали работу сооружений и умели находить нужные размеры злементов. Большое значение имело также накопление опыта строительства, подчас ценой обрушений неудачных сооружений.
В начальный период своего развития строительная механика сливалась с общей механикой. Успехи механики, начиная с работ Г. Галилея, создали основу для разработки расчетов на прочность. Самостоятельно как наука строительная механика стала развиваться в первой половине XIX-го века в связи начавшимся усиленным строительством мостов, железных дорог, плотин, судов, промышленных зданий и высоких дымовых труб. Отсутствие методов расчета таких сооружений не позволяло осуществлять достаточно легкие и надёжные конструкции.
Классическими разделами строительной механики являются:
Сопротивление материалов преимущественно занимается теорией простого бруса и является дисциплиной одинаково важной как для строительных конструкций, так и для машиностроения. Статика и динамика сооружений или теория сооружений (строительная механика в узком смысле слова) занимается по преимуществу теорией расчета системы брусьев или стержней, образующих сооружение. Обе эти дисциплины стремятся решать свои задачи, главным образом, сравнительно простыми математическими методами. В свою очередь теория упругости выдвигает на первый план строгость и точность своих выводов и поэтому прибегает к более сложному математическому аппарату. Граница между этими тремя дисциплинами не может быть чётко очерчена. Теория пластичности занимается изучением пластичных и упруго-пластичных тел.
В настоящее время для решения практических задач строительной механики активно используются различные численные методы с применением вычислительной техники, в частности наибольшее распространение получил метод конечных элементов.
В строительной механике различают:
Обычно на практике пространственные конструкции стремятся расчленить на плоские элементы, которые рассчитать намного легче, однако это не всегда возможно.
Строительная механика разделяется также на линейную и нелинейную. Различают геометрическую и физическую нелинейности. Геометрическая нелинейность уравнений строительной механики возникает при больших перемещениях и деформациях элементов, что сравнительно редко встречается в строительных конструкциях, за исключением вантовых. Физическая нелинейность появляется при отсутствии пропорциональности между усилиями и деформациями, т.е. при применении неупругих материалов. Физической нелинейностью обладают в той или иной степени все материалы и конструкции. Однако с определенной точностью при небольших усилиях нелинейные физические зависимости заменяют линейными.
Так же принято различать статические и динамические задачи — последние учитывают инерционные свойства конструкции и фактор времени.
Строительная механика разделяется также на разделы, относящиеся к расчету конструкций определенного вида, а именно: стержневых конструкций, в том числе ферм, рам, балочных систем и арок, пластин и пластинчатых систем, оболочек, гибких нитей и вантовых систем, упругих и неупругих оснований, мембран и т. д.
ПроСопромат.ру
Технический портал, посвященный Сопромату и истории его создания
Строительная механика. Основные понятия и положения
Строительная механика — это наука о расчетах на прочность, жесткость и устойчивость СООРУЖЕНИЙ. Сооружение — это совокупность твердых тел, неподвижно соединенных между собой. Строительная механика обеспечивает строительство инженерных сооружений современными методами статического и динамического расчета.
Требования, предъявляемые к сооружениям:
1. прочность, жесткость и устойчивость;
2. экономичность;
3. неподвижность относительно основания и неизменность приданной геометрической формы в течение всего срока службы.
Основные гипотезы и допущения
Классификация сооружений:
a) стержневые (фермы, рамы);
b) плоские и пространственные (складки, купола);
c) массивные (подпорные стены, фундаменты).
a) с шарнирным соединением (фермы);
b) с жестким соединением (рамы).
a) безраспорные (балочные системы);
b) распорные (арочные системы).
a) геометрически неизменяемые;
b) геометрически изменяемые.
Расчетная схема — это упрощенное изображение действительного сооружения, на котором указывают размеры элементов и способы их соединения, все нагрузки и опоры. Расчетная схема должна обеспечить расчету достаточную достоверность и точность.
Классификация нагрузок:
1. По способу приложения:
2. По времени действия:
3. По характеру действия:
— динамические — меняют с течением времени свою величину или положение и притом достаточно быстро (ударные, вибрационные, сейсмические);
Что такое строительная механика
Часть 1. Введение в курс. Кинематический анализ сооружений
1.1. Предмет и задачи строительной механики. Расчетные схемы сооружений и их классификации.
Связи и опорные устройства
Единый объект, построенный (сооруженный) человеком, называется сооружением. Сооружения необходимы для удовлетворения жизненных потребностей людей и улучшения качества их жизни. Они должны быть удобными, прочными, устойчивыми и безопасными.
Строительство сооружений – вид древнейшего занятия людей и древнее искусство. Результаты многих археологических раскопок, проведенных в различных частях мира, сохранившиеся до наших дней древние сооружения и здания являются доказательством этого. Их совершенство и красота, даже с точки зрения современных знаний, говорят об искусстве и большом опыте древних строителей.
Вопросами расчета сооружений занимается специальная наука строительная механика, которую часто называют механикой сооружений. Самостоятельно как наука строительная механика начала развиваться в первой половине XIX века в связи с начавшимся активным строительством мостов, железных дорог, плотин, судов и крупных промышленных сооружений. В XX веке в результате развития методов расчета и компьютерных технологий строительная механика поднялась на современный высокий уровень. Отсутствие методов расчета таких сооружений не позволяло осуществить легкие, экономичные и одновременно надежные конструкции.
Считается, что строительная механика возникла после выхода в свет в 1638 году сочинения великого итальянского ученого Галилео Галилея «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению …».
Значительный вклад в становление и развитие строительной механики внесли Х.С.Головин (1844-1904) (расчет арок и кривых стержней методами теории упругости), Н.А.Белелюбский (1845-1922) (мостостроение, применение в мостах железобетона, литого железа, издание курса строительной механики), Ф.С.Ясинский (1856-1899) (исследования по теории устойчивости стержней), В.Л.Кирпичев (1845-1913) (законы подобия, превосходные учебники по строительной механике).
Профессор Л.Д.Проскуряков (1858–1926) впервые предложил при строительстве моста через Енисей шпренгельные фермы, а усилия в них он определял посредством линий влияния.
Всеобщую признательность завоевали труды таких выдающихся ученых как Н.И.Мусхелишвили (плоская задача теории упругости), М.В.Келдыш (задачи механики самолета), М.А.Лаврентьев (приложение функций комплексных переменных в механике) В.З.Власов (теория оболочек), И.М.Рабинович (теория стержневых систем) и др.
В связи с появлением ЭВМ существенные видоизменения произошли в статике и динамике сооружений. Широкое распространение получил метод конечных элементов, на базе которого создан ряд мощных автоматизированных комплексов по расчету зданий и сооружений (Лира, Феникс и др.), позволяющих с высокой степенью точности оценить напряженно-деформированное состояние конструкций, проектировать оптимальные сооружения.
Строительной механикой, в широком смысле, называется наука о методах расчета сооружений на прочность, жесткость и устойчивость при действии на них статических (статика сооружений) и динамических (динамика сооружений) нагрузок.
Строительная механика является и теоретической, и прикладной наукой. С одной стороны, она разрабатывает теоретические основы методов расчета, а с другой стороны − является инструментом расчета, так как решает важные практические задачи, связанные с прочностью, жесткостью и устойчивостью сооружений.
Воздействие нагрузок приводит как к деформированию отдельных элементов, так и самого сооружения в целом. Расчетом и теоретической оценкой результатов их воздействия занимается механика деформированного твердого тела. Частью этой науки является прикладная механика (сопротивление материалов), занимающаяся расчетом простейших сооружений или их отдельных элементов. Другая ее часть – строительная механика уже позволяет рассчитывать разные и весьма сложные многоэлементные сооружения. Механика деформированного твердого тела широко используются методы теоретической механики, изучающей равновесие и движение твердых тел, условно принимаемых за абсолютно твердые.
Для правильного расчета сооружений следует правильно применять общие законы механики, основные соотношения, учитывающие механические свойства материала, условия взаимодействия элементов, частей и основания сооружения. На этой базе формируются расчетная схема сооружения в виде механической системы и ее математическая модель как система уравнений.
Чем подробнее изучаются внутреннее строение сооружения, действующая на него нагрузка и особенности материала, тем сложнее становится его математическая модель. На следующей схеме (рис. 1.1) показаны основные факторы, влияющие на особенности расчета сооружения.
Современная строительная механика имеет целый ряд классификаций решаемых задач. Различают плоские задачи, которые решаются в двух измерениях, и пространственные задачи, решаемые в трех измерениях. Обычно пространственные конструкции стремятся расчленить на плоские элементы, расчет которых значительно проще, однако это не во всех случаях удается. Большинство основных методов расчета и теорем излагается применительно к плоским системам. Дальнейшие обобщения на пространственные системы, как правило, требуют лишь написания более громоздких формул и уравнений.
Строительная механика разделяется также на линейную и нелинейную. Обычно задачи строительной механики решаются в линейной постановке. Но при больших деформациях или использовании неупругих материалов ставятся и решаются нелинейные задачи. Различают геометрическую и физическую нелинейности. Геометрическая нелинейность уравнений строительной механики обычно возникает при больших перемещениях и деформациях элементов, что в строительных конструкциях встречается сравнительно редко. Физическая нелинейность появляется при отсутствии пропорциональности между усилиями и деформациями, то есть при использовании неупругих материалов. Физической нелинейностью в той или иной степени обладают все конструкции, однако при небольших напряжениях нелинейные физические зависимости можно заменить линейными.
Различают также статические задачи строительной механики и динамические. Если в статике сооружений внешняя нагрузка постоянна и элементы и части системы находятся в равновесии, то в динамике сооружений рассматривается движение системы под воздействием переменных динамических нагрузок. Сюда же следует отнести задачи, связанные с учетом вязких свойств материалов, ползучести и длительной прочности. Таким образом, существует строительная механика неподвижных систем и строительная механика движущихся систем, куда входят, в частности, динамика сооружений и теория ползучести.
Сравнительно новым направлением в строительной механике является изучение систем со случайными параметрами, то есть такими, величина которых может быть предсказана лишь с определенной вероятностью. Например, величина максимальной снеговой нагрузки за заданный период времени является вероятностной величиной. Расчет сооружений с учетом вероятности появления тех или иных состояний составляет предмет теории надежности и вероятностных методов расчета, являющихся неотъемлемой частью строительной механики.
Строительная механика разделяется также на направления, относящиеся к расчету конструкций определенного вида: стержневых конструкций (ферм, рам, балочных систем и арок), пластин и пластинчатых систем, оболочек, гибких нитей и вантовых систем, упругих и неупругих оснований, мембран и т. д.
В расчетной схеме стержни заменяются их осями, опорные устройства – идеальными опорными связями, шарниры предполагаются также идеальными (в которых отсутствует трение), усилия на стержни принимаются через центры шарниров.
Любое сооружение представляет собой пространственный объект. Действующая на него внешняя нагрузка также является пространственной. Значит, и расчетную схему сооружения надо выбирать как пространственную. Однако такая схема приводит к сложной задаче составления и решения большого числа уравнений. Поэтому реальное сооружение (рис. 1.2, а) стараются привести к плоской системе (рис. 1.2, б).
Выбор и обоснование расчетной схемы – задача чрезвычайно ответственная, сложная, требующая высоких профессиональных навыков, опыта, интуиции, в определенной мере – искусства.
Особенностью выбора расчетной схемы состоит диалектическая противоречивость задачи. С одной стороны естественно желание учесть в расчетной схеме как можно большее число факторов, определяющих работу сооружения, так как в таком случае модель становится близкой к реальному сооружению. В то же время стремление учесть множество факторов, среди которых есть и основные и второстепенные, перегружают математическую модель, она становится чрезмерно сложной, для ее решения потребуются большие затраты времени, применение приближенных методов, что в свою очередь может увести далеко от реальной картины. Актуальны и по сей день рекомендации С.П.Тимошенко в отношении процесса вычислений·, которые можно перенести и на выбор расчетной схемы: «. Можно считать заведомо неточно, а лишь приближенно. Нужно только точность вычислений согласовать с необходимой для приложений точностью результатов«.
Следует отметить, что для одного и того же сооружения можно выбирать разные расчетные схемы. Выбор хорошей расчетной схемы приводит к экономии вычислений и точности результатов расчета.
Расчетные схемы сооружений можно классифицировать по-разному. Например, различают плоские и пространственные расчетные схемы, расчетные схемы по типу или способу соединения элементов, по направлению опорных реакций, по статическим и динамическим особенностям и т.д.
Можно попытаться выделить следующие основные моменты процедуры выбора расчетной схемы:
– идеализация свойств конструкционных материалов путем задания диаграммы деформирования, т.е. закона связи напряжений и деформации при нагружении ;
– схематизации геометрии конструкции, состоящая в представлении ее в виде набора одн о- двух- и трехмерных элементов, тем или другим образом связанных между собой;
– схематизация нагрузки, например, выделение сосредоточенной силы, распределенной и т.д.;
– ограничение на величину возникающих в конструкции перемещений, например, по сравнению с размерами конструкции.
На практике широкое распространение получили стандартные расчетные схемы – стержни и системы из них, плиты, оболочки, массивы т.д.
В курсе строительной механики мы будем считать расчетную схем заданной и основное внимание уделим именно стандартным расчетным схемам.
Используются элементы разных типов:
3) массивные тела — элементы, все три размера которых одного порядка (рис. 1.3, ж).
Простейшие сооружения, состоящие из таких элементов, можно подразделять на следующие типы – стержневые сооружения (рис. 1.4, а, б), складчатые сооружения (рис. 1.4, в), оболочки (рис. 1.4, г) и массивные сооружения − подпорные стенки (рис. 1.4, д) и каменные своды (рис. 1.4, е):
Современные строители научились возводить очень сложные сооружения, состоящие из разнообразных элементов различной формы и типа. Например, достаточно распространенным является сооружение, у которого основание массивное, средняя часть может состоять из колонн стержневого типа и плит, а верхняя часть − из плит или оболочек.
Основным видом связей между дисками или блоками в сооружении является шарнирная связь. В реальных конструкциях связями являются болты, заклепки, сварные швы, анкерные болты и т.п.
Простой (одиночный) шарнир (рис.1.5) накладывает на движение две связи (связывает между собой два диска).
а) Одиночный (врезанный) шарнир.
б) Одиночный (приставной) шарнир.
В чи c ло диcков или блоков может входить основание, т.е. тело, на котоpое опирается cистема в целом, считающееся неподвижной.
Сооружения опираются или закрепляются к основанию через какие-то опорные устройства. Взаимосвязь между сооружением и его основанием в расчетных схемах учитывается с помощью специальных знаков – опор. Реакции, возникающие в опорах, совместно с действующими нагрузками, образуют уравновешенную систему внешних сил.
В пространственных и плоских расчетных схемах используются много типов опор. В плоских системах встречаются следующие типы опор (табл. 1.1).
Таблица 1.1. Основные типы опор плоских систем
Рассмотрим некоторые типы простых сооружений.
4. Ферма – система стержней, соединенных шарнирами. Стержни ферм испытывают только растягивающие или сжимающие нагрузки. Типов ферм много. Например, бывают стропильная ферма (рис. 1.9, а), мостовая ферма (рис. 1.9, б), крановая ферма (рис. 1.9, в), башенная ферма (рис. 1.9, г).
Существуют более сложные системы как комбинации простых систем. Они называются комбинированными системами. Например: арочная ферма (рис. 1.11, а), ферма с аркой (рис. 1.11, б), висячая система (рис. 1.11, в):
По статическим особенностям различают статически определимые и статически неопределимые системы.
1.2. Механические свойства материалов конструкций
Объектом исследования в строительной механике является идеально упругое тело, наделенное следующими свойствами:
– сплошности – тело, сплошное до деформации, остается сплошным и в деформируемом состоянии;
– изотропности – физико-механические свойства тела во всех направлениях одинаковы;
– однородности – свойства тела одинаковы во всех точках тела.
1.3. Основные разрешающие уравнения строительной механики
Примером такого уравнения может служить дифференциальное уравнение изогнутой оси балки, известное из курса сопротивления материалов:
E I y » = M ( x ); 
где Е – модуль упругости при растяжении–сжатии; I – осевой момент инерции сечения балки; M( х) – изгибающий момент в некотором сечении х балки; у – прогиб в сечении х.
1.4. Основные гипотезы строительной механики
Принято считать, что при рассмотрении задач строительной механики, деформации малы по сравнению с единицей, а перемещения – по сравнению с размерами тела. Эта гипотеза позволяет рассматривать в нагруженном состоянии недеформированную форму тела. Кроме того, в основу положена линейная связь между внешними силами и перемещениями или между деформациями и напряжениями. Указанные гипотезы упрощают решение задач строительной механики, не искажая при этом действительную картину напряженно-деформированного состояния тела.
1.5. Внешние и внутренние силы. Деформации и перемещения
Внешние силы, действующие на сооружение называются нагрузкой. Кроме того, за нагрузку могут приниматься различные сочетания внешних сил, изменение температуры, осадки опор и т.д. Нагрузки различают:
– по способу приложения. Например, объемная нагрузка действует во всех точках сооружения (собственный вес, инерционные силы и др.), поверхностная нагрузка распределена по поверхности (снег, ветер и др.).
– п о времени действия. К примеру, постоянная нагрузка действует постоянно и зачастую сохраняется в течение всей жизни сооружения (собственный вес), временная нагрузка действует только в определенный период или момент (снег, ветер).
– по способу действия. Например, статическая нагрузка действует так, что сооружение сохраняет статическое равновесие. А динамическая нагрузка вызывает инерционные силы и нарушает это равновесие. Источниками динамической нагрузки являются различные машины и механизмы, ветер, землетрясения и др. П одвижные нагрузки меняют свое положение (поезд, автотранспорт, группа людей и т.д.).
Нагрузка, распределяясь между элементами сооружения, вызывает внутренние напряжения и деформации. В строительной механике определяются их обобщенные характеристики – внутренние усилия и перемещения. А сами напряжения и деформации определяются через внутренние усилия по известным формулам сопротивления материалов. Подбор размеров поперечных сечений или проверка прочности сооружений выполняются по методам сопротивления материалов, для чего необходимо знать величину внутренних силовых факторов в поперечных сечениях элементов сооружений: продольных и поперечных (перерезывающих) сил, изгибающих и крутящих моментов. С этой целью строят соответствующие эпюры. Для расчета внутренних усилий используют известный метод сечений.
1.6. Методы расчета сооружений
Различают три метода расчета сооружений: по допустимым напряжениям, допускаемым нагрузкам и предельным состояниям.
В первом случае (расчет по допустимым напряжениям) максимальные для данной конструкции напряжения сопоставляются с допускаемыми, составляющими некоторую долю от разрушающих напряжений, согласно условию
σ max ≤ [ σ ], 
При расчете на прочность за опасные напряжения принимают предел текучести для пластичных материалов и предел прочности (временное сопротивление) для хрупких. При оценке устойчивости разрушающими считаются критические напряжения. Таким образом, при использовании метода расчета по допускаемым напряжениям о прочности всей конструкции судят по напряжениям в опасных точках, что имеет смысл для систем, напряжения в которых распределяются равномерно по сечениям, и систем, в которых разрушение одного элемента влечет за собой разрушение всей конструкции в целом (например, статически определимые фермы).
Для многих конструкций, изготовленных из пластичных материалов, появление в какой–либо точке напряжений, равных разрушающим, еще не означает, что данная система выйдет из строя (разнообразные балки, статически неопределимые системы). Это относится и к тем конструкциям, в которых появление местных трещин не является признаком начала разрушения сооружения. В таких случаях наиболее полно учитываются резервы прочности при использовании метода расчета по допускаемым нагрузкам, когда нагрузку, действующую на сооружение, сравнивают с допустимой:
P ≤[ P ], 
Этот метод применяется для расчета железобетонных, бетонных и каменных конструкций.
Общим недостатком первых двух методов является наличие единого коэффициента запаса, не позволяющего дифференцированно подходить к оценке влияния всех факторов, определяющих прочность и жесткость сооружения. Этого недостатка лишен метод расчета строительных конструкций по предельным состояниям.
Предельным называют такое состояние конструкции, при котором она теряет способность сопротивляться внешним нагрузкам или становится непригодной для дальнейшей эксплуатации. Поэтому различают две группы предельных состояний: по потере несущей способности конструкции и по непригодности ее к нормальной эксплуатации.
Наибольшее усилие в элементах конструкции не должно превышать его минимальной несущей способности:
Для определения S расч и Sпред берется не общий коэффициент запаса, а целая система коэффициентов:
— коэффициент перегрузки n ≥ 1, учитывающий возможное превышение нормативных нагрузок;
— коэффициент безопасности по материалу k > 1, учитывающий возможное отклонение прочности материала от среднестатического значения;
— коэффициент m, характеризующий условия работы (влажность и агрессивность среды, температура, концентрация напряжений, длительность и повторяемость воздействий, приближенность расчетных схем реальному сооружению и др.);
Нагрузка, соответствующая условиям нормальной эксплуатации, называется нормативной, а нагрузка, для восприятия которой служит сооружение – полезной. Все нагрузки разделяются на постоянные и временные. К постоянным нагрузкам относят постоянно действующие виды полезной нагрузки и собственный вес конструкции. Нагрузки, которые при расчете сооружения могут считаться действующими или отсутствующими в данный момент времени, называются временными. К ним относятся снеговые и ветровые нагрузки, а также подвижные (вес движущегося автомобиля, вес скопления людей и т.п.).
Расчетные усилия принимаются как сочетание постоянных и временных нагрузок (с раздельной оценкой вероятности превышения ими нормативной нагрузки) и определяются по расчетной нагрузке:
где S норм – нормативная нагрузка.
Предельное сопротивление (предельная внутренняя сила)
Тогда условие прочности можно записать в виде
При расчете сооружений по второй группе предельных состояний необходимо выполнить условие, обеспечивающее нормальную эксплуатацию сооружения:
где ∆ норм – перемещение, являющееся функцией нормативных нагрузок, механических, упругих и пластических свойств материала и геометрических характеристик сооружения; f пред – предельное нормативное перемещение.
Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21