Характеристика предельных состояний

4.2. Расчет конструкций убежищ на силовые воздействия производится по методу предельных состояний - по потере несущей способности (предельные состояния первой группы) и должен обеспечивать от:

разрушения отдельных элементов конструкций в наиболее напряженных сечениях;

потери устойчивости формы отдельными элементами конструкций;

разрушения конструкций при совместном воздействии силовых факторов и неблагоприятных влияний внешней среды.

4.3*. Расчет несущих конструкций защитных сооружений должен выполняться с учетом упруго-пластических свойств материалов - предельное состояние Iа.

Предельное состояние конструкций в упруго-пластической стадии (состояние Iа) характеризуется началом разрушения бетона сжатой зоны в наиболее напряженных сечениях, растянутая арматура при этом находится в стадии развития неупругих (пластических) деформаций. Допускаются возникновение остаточных перемещений и наличие в бетоне растянутой зоны раскрытых трещин. По состоянию Iа рассчитываются элементы основных несущих и ограждающих конструкций убежищ, тоннели аварийных выходов.

Предельное состояние конструкций по упругой стадии работы арматуры (состояние Iб) характеризуется достижением в растянутой арматуре напряжений, равных расчетному динамическому сопротивлению арматуры, при этом напряжения в бетоне сжатой зоны, как правило, меньше расчетного динамического призменного сопротивления бетона.

Расчет железобетонных конструкций по предельному состоянию Iб обеспечивает отсутствие в них остаточных деформаций. По предельному состоянию Iб следует рассчитывать конструкции убежищ, расположенные в водонасыщенном грунте.

4.4*. Предельные состояния Iа и Iб шарнирно опертых изгибаемых и внецентренно сжатых (случай " а") элементов нормируются величиной К, равной отношению полного прогиба (перемещения) конструкции, достигаемого к моменту предельного состояния Y _пр, к величине упругого прогиба (перемещения) конструкции Y ₀, при котором напряжение в арматуре растянутой зоны достигает значения расчетных динамических сопротивлении.

Для элементов, рассчитываемых по предельному состоянию Iа, следует принимать К = 3м соблюдать условие Y _i, £ Y _пр, а для элементов, рассчитываемых по предельному состоянию Iб, - К = 1 и соблюдать условие Y _i £ Y ₀.

Величины прогибов конструкций определяются:

а) упругий прогиб изгибаемых элементов Y ₀, при котором напряжения в растянутой зоне достигают значений R _а^д, по формуле

; (7)

б) предельный прогиб Y _пр, котором начинается раздробление бетона на верхней грани сжатой зоны балочных элементов, по формуле

; (8)

в) предельный прогиб Y _пр, при котором начинается разрушение сжатой зоны внецентренно сжатых элементов, по формуле

. (9)

где R _а^д, R _а.с^д - расчетные динамические сопротивления арматуры растяжению (сжатию);

R _пр^д - расчетная динамическая призменная прочность бетона;

Е _а - модуль упругости арматуры;

F _а, F ¢ _а - площади растянутой (сжатой) арматуры;

m, m¢ - коэффициенты армирования сечения растянутой (сжатой) арматуры;

а ¢ - расстояние от равнодействующей усилий в сжатой арматуре до ближайшей грани сечения;

h ₀ - рабочая высота сечения;

l ₀ - расчетная длина элементов;

b - ширина прямоугольного сечения;

N - продольная сжимающая сила;

S - коэффициент, зависящий от схемы загружения элементов и условий на опорах, принимаемый согласно прил. 5;

М _р^д - изгибающий момент, при котором напряжение в арматуре достигает R _а^д, определяемый из выражения

М _р^д = F _а R _а^д(h ₀ - 0, 5 x ^д) + F ¢ _а R _а.с^д(0, 5 х ^д - а ¢),

где ;

М _пр^д - максимальный изгибающий момент, воспринимаемый нормальным сечением при условии x^д = x_R^д и определяемый для прямоугольного сечения из выражения

М _пр^д = 0, 5 bh ₀² R _пр^д;

x^д, x_R^д - определяются по п. 4.19 настоящих норм.

4.5. Предельное состояние Iа элементов с защемленными опорами или неразрезных изгибаемых и внецентренно сжатых элементов (случай " а") нормируется величиной угла раскрытия трещин в шарнире пластичности, определяемой по формуле

y_{i пр} = 0, 035 + . (10)

При x^д < 0, 02 y_{i пр} принимается рваным 0, 2 рад,

где x^д - относительная высота сжатой зоны бетона, определяемая из выражений:

для изгибаемых элементов

;

для внецентренно сжатых элементов (случай " а")

,

m - коэффициент армирования сечения растянутой зоны, определяемый из выражения

.

Прочность элемента при работе его в упругопластической стадии (предельное состояние Iа) обеспечивается при условии

y_i £ y_{i пр}, (11)

где y_i - величина угла раскрытия трещин в шарнире пластичности от расчетной нагрузки с учетом коэффициента динамичности по перемещению.