Главная | Все расчеты | Статьи | Материалы | Контакты |

Основы расчета элементов конструкций, работающих на изгиб (часть 2). Прогибы.

Необходимость расчета по прогибам (предельным состояниям второй группы) - обеспечить нормальную эксплуатацию балочных конструкций в процессе их работы. Таким образом, расчетная деформация конструкций (балок, перекрытий, ригелей) не должна превышать значений, установленных соответствующими нормами. Расчет прогиба балок, в том числе плит покрытий и перекрытий должен производиться на действие нормативных нагрузок. То есть собранные нагрузки не нужно увеличивать на коэффициент надежности по нагрузке. Необходимо отметить, что условно считается, что балки работают в упругой стадии, а это означает, что после снятия нагрузки они принимают изначальную форму, которая была до приложения нагрузки. Хотя в реальности ни один материал не является абсолютно упругим, особенно это касается железобетона. В свою очередь для железобетона расчет производят от действия нормативной длительной части вертикальной нагрузки , а также постоянной нагрузки.

Расчет по предельным состояниям 2-й группы(по деформациям или по расчету фактических прогибов) является в большинстве случаев определяющим для деревянных балок, а также металлических балок, в том числе прокатных, выбранных по сортаменту. Для элементов из железобетона работающих на изгиб допускается в действующих нормах на проектирование раскрытие трещин. Что в свою очередь влияет на приведенный модуль упругости бетона. Так в случае железобетонных балок, в случае появления трещин от приложенной длительной составляющий нагрузки и постоянной начальный модуль упругости бетона указанный в таблице 6.11 СП63.13330.2012 необходимо умножать на 0,2, а при отсутствии раскрытия трещин на 0,3.

Изгибаемые элементы в независимости от их материала, отвечающие требованиям расчета по первой группе предельных состояний(прочности ,а также устойчивости), могут иметь значительные прогибы, превышающие значения, прописанные в нормах, соответственно их использование по назначению недопустимо.

При расчет прогибов необходима проверка основного условия

f≤f_u

где f-расчетный прогиб конструкции или его части

f_u-предельно допустимый прогиб.

Основная задача расчета прогибов – ограничение недопустимого прогиба элемента конструкций, который в свою очередь должен удовлетворять следующим указаниям:

1) Конструктивным - должна сохраняться целостность узлов примыкания элементов друг на друга, уклонов по проекту и так далее. Данные требования необходимо учитывать в случае:

- прогиб конструкций приводит к опиранию на нижележащие конструкции (стены, перегородки) и соответственно приводить к нарушению их прочности

- прогиба элементов приводящих к нарушению конструкции полов(стяжек), появлению недопустимых трещин в стенах, опирающихся на проектируемые элементы. Данные требования устанавливаются в таблице Д.1 СП 16.13330.2016.

2) Технологическим - при ненормативных прогибах не должна нарушаться работа технологического, грузового оборудованиям или функционирование контрольно-измерительного оборудования. Устанавливается как правило заданием на проектирование.

3) Физиологическим – при прогибах не должен возникать дискомфорт связанный с колебанием элементов перекрытий, при перемещением людей, оборудования и механизмов. При недостаточно жесткости могут возникнуть колебания плит, балок, лестничных маршей. Данные ограничения представлены в п.Д.2.2 СП 16.13330.2016.

4) Эстетико –психологическим – так при значительных прогибах может появится неблагоприятное восприятие внешнего вида и появится ощущение опасности, в том случае если балки или плиты заметно прогнулись и нависают над людьми. Данное требование необходимо соблюдать только в том случае если изгибаемые элементы открыты для обзора. Если этого не видно(к примеру конструкция перекрытия скрыта подшивным потолком) это требование можно не соблюдать. Данные требования указаны в таблице Д.1 СП 16.13330.2016.