Нормативные и расчетные значения сопротивлений материалов и нагрузок

При расчетах по предельным состояниям первой и второй групп в качестве главного прочностного показателя материала, устанавливается его сопротивление, которое может принимать нормативные и расчетные значения:

R_n – нормативное сопротивление материала, представляет со­бой основной параметр сопротивления материалов внешним воз­действиям и устанавливается соответствующими главами стро­ительных норм (с учетом условий контроля и статистической из­менчивости сопротивлений). Физический смысл нормативного сопротивления R_n – это контрольная или браковочная характери­стика сопротивления материала с обеспеченностью не менее 0, 95%;

R – расчетное сопротивление материала, определяется по фор­муле

где γ _m – коэффициент надежности по материалу, учитывает воз­можные отклонения сопротивления материала в неблагоприятную сторону от нормативных значений, γ _m > 1.

Коэффициент надежности по материалу учитывает несоответ­ствие фактической работы материала в конструкциях и его рабо­ты при испытании в образцах, а также возможность попадания в конструкции материала со свойствами ниже установленных в ГОСТ.

Расчетные сопротивления в расчетах следует принимать с ко­эффициентом условий работы γ _с:

γ _с – коэффициент условий работы, учитывает особенности ра­боты материалов, элементов и соединений конструкций, а также зданий и сооружений в целом, если эти особенности имеют сис­тематический характер, но не отражаются в расчетах прямым пу­тем (учет температуры, влажности, агрессивности среды, прибли­женности расчетных схем и др.). При выводе расчетных формул и написании формул, приводимых в СНиП, иногда не указывают, что расчетные сопротивления умножаются на γ _с, но если ко­эффициент условия работы отличается от единицы, на него все­гда надо умножать расчетное сопротивление, т.е. во всех форму­лах, где есть R, вместо R надо подставлять произведение Rγ _с.

Нормативные и расчетные значения устанавливаются не толь­ко для сопротивлений материалов, но и для нагрузок, учитывая изменчивость и невозможность их определения с абсолютной точностью:

N_n – нормативная нагрузка, рассчитывается по проектным раз­мерам конструкций или принимается в соответствии с главой СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия»;

N – расчетная нагрузка, определяется по формуле

N = Nγ _f

где γ _f – коэффициент надежности по нагрузкам, учитывает возможные отклонения нагрузок в неблагоприятную (большую или меньшую) сторону от их нормативных значений. Как правило, γ _f > 1.

Нормы учитывают также возможные последствия от аварий, этот учет ведется при помощи коэффициента надежности по ответственности, на который умножаются расчетные нагрузки Nγ _n, что ведет к понижению или повышению их значения:

γ _n – коэффициент надежности по ответственности, учиты­вает экономические, социальные и экологические последствия, которые могут возникать в результате аварий.

Вследствие того, что наступление предельных состояний, отно­сящихся ко второй группе, не связано с потерей несущей способ­ности конструкций или здания в целом, нагрузки сопротивления материалов, а также сопротивления фунтов, которые используют­ся в расчетах по этой группе, принимаются численно равными нор­мативным значениям и называются сервисными: N_ser, R_ser.

Соответственно, сервисная нагрузка N_ser сервисное сопротив­ление R_ser, считаются расчетными для расчётов по предельным со­стояниям второй группы.

При расчетах по первой группе предельных состояний, которые, связаны с обеспечением несущей способности конструкций (здания), принимают расчетные значения: расчетные нагрузки N и расчетные сопротивления материала R.

При сравнении расчетных и нормативных значений видно, что расчетные нагрузки обычно больше нормативных, а расчетные сопротивления меньше нормативных сопротивлений. Так учиты­вается в определенном смысле большая ответственность расчета по предельным состояниям первой группы по сравнению с рас­четами, относящимися ко второй группе.