plik

2009-10-21

Konstrukcje

betonowe

Wyk

ad:

Podstawy projektowania

2009-10-21

Oddzia

ywania

2009-10-21

Siły wewn

trzne w przekrojach elementów

konstrukcji wywoływane s

oddziaływaniami,

które dzielimy w ogólno

ci na:

Podstawy projektowania

bezpo

rednie, czyli obci

ąŜ

enia

– siły

i momenty bezpo

rednio przyło

one do

konstrukcji,

rednie

– powoduj

ce odkształcenie ele-

mentów konstrukcji, wymuszone przez wi

ce je z innymi elementami lub podło

gruntowym; wyst

puj

zwykle w ustrojach

statycznie niewyznaczalnych – np. nierów-
nomierne osiadanie podpór, skurcz i pełzanie
betonu, zmiany temperatury.

2009-10-21

stałe

– których warto

ść

, kierunek i poło

enie

pozostaj

niezmienne (np. własny ci

ęŜ

konstrukcji, parcie gruntu),

zmienne

– mog

zmienia

w czasie

ytkowania budowli (np. obci

ąŜ

enia

technologiczne,

niegiem, wiatrem),

wyj

tkowe

– mog

wyst

w wyniku mało

prawdopodobnych zdarze

(np. uderzenia

pojazdami, obci

ąŜ

enia sejsmiczne, huragan,

powód

, po

ar).

Podział ze wzgl

du na sposób działania:

Obci

ąŜ

enia

2009-10-21

długotrwałe

– obci

ąŜ

enia stałe, niektóre

zmienne oraz długotrwała cz

ęść

obci

ąŜ

zmiennych (np. obci

ąŜ

enie wod

zbiornikach, cz

ęść

obci

ąŜ

enia stropów),

krótkotrwałe

– do których nale

Ŝą

obci

ąŜ

enia

zmienne w cało

ci krótkotrwałe lub krótko-

trwała cz

ęść

obci

ąŜ

technologicznych

(np. obci

ąŜ

enia

niegiem b

wiatrem,

ęść

obci

ąŜ

enia stropów).

Podział ze wzgl

du na czas trwania:

Obci

ąŜ

enia

2009-10-21

charakterystyczne

– z reguły o warto

ciach

nominalnych, czyli ustalonych przepisami
(np. ci

ęŜ

ar obj

ciowy zag

szczonego

betonu zbrojonego ustalono norm

wysoko

ci 25,0 kN/m

obliczeniowe

– obci

ąŜ

enia charakterystyczne

pomno

one przez przypisany im

współczynnik obci

ąŜ

enia

γγγγ

, b

ęś

ciowym współczynnikiem

bezpiecze

stwa.

Podział ze wzgl

du na warto

ci:

Obci

ąŜ

enia

2009-10-21

trwałe

– wyst

puj

ce w warunkach zwykłego

ytkowania,

Sytuacje obliczeniowe s

to wszelkie

okoliczno

ci, w jakich konstrukcja spełnia

dzie swoje funkcje. Dziel

na:

Sytuacje obliczeniowe

przej

ciowe

– wyst

puj

ce w warunkach

przej

ciowych (np. wznoszenie lub naprawa

konstrukcji),

wyj

tkowe

– np. wyst

puj

ce w trakcie lub

po wyst

pieniu obci

ąŜ

wyj

tkowych.

2009-10-21

Sytuacje obliczeniowe

wykonywanych na miejscu przeznaczenia,
zwanych te

monolitycznymi

– podczas

kolejnych etapów wznoszenia konstrukcji,

Poza sprawdzeniem konstrukcji w sytuacjach
trwałych zachodzi

e równie

potrzeba

sprawdzenia jej w sytuacjach przej

ciowych,

które powstaj

m.in. w konstrukcjach:

prefabrykowanych

– podczas rozformowania,

transportu, składowania i monta

spr

ęŜ

onych

– dodatkowo w sytuacji

pocz

tkowej (wst

pne spr

ęŜ

enia zmniejszone

o straty dora

ne),

zespolonych

– podczas monta

u bez

uwzgl

dnienia udziału betonu uzupełniaj

cego.

2009-10-21

Sytuacje obliczeniowe

elementów konstrukcji, poddanych
oddziaływaniom wyj

tkowym

Wyj

tkowe sytuacje

obliczeniowe mog

dotyczy

wtórnego ustroju konstrukcyjnego

, który

utworzył si

po zniszczeniu jednego lub

kilku elementów konstrukcji

2009-10-21

ci (

SGN

), po których przekroczeniu

konstrukcja przestaje spełnia

wymagania

bezpiecze

stwa, a w szczególno

wyczerpania no

miarodajnych przekrojów

lub fragmentów konstrukcji,

Przy obliczaniu elementów betonowych,

elbetowych i spr

ęŜ

onych obowi

zuje metoda

stanów granicznych

(

). S

Stany graniczne

utraty stateczno

przez

ciskane elementy

konstrukcji,

zniszczenia na skutek zm

czenia

stali

zbrojeniowej, spr

ęŜ

cej lub betonu

w elementach konstrukcji, w wyniku działania
obci

ąŜ

wielokrotnie zmiennych.

2009-10-21

(

SGN

−

ULS

), po których

przekroczeniu konstrukcja przestaje spełnia

wymagania bezpiecze

stwa, tj.

napr

ęŜ

enia

(napr

ęŜ

Przy obliczaniu elementów betonowych,

elbetowych i spr

ęŜ

onych obowi

zuje metoda

stanów granicznych

(

). S

Stany graniczne

ytkowalno

(

SGU

−

SLS

), po których

przekroczeniu konstrukcja przestaje
odpowiada

zało

onym wymaganiom

ytkowym. S

zarysowania,

ugi

cia

(ugi

ęć

2009-10-21

Stany graniczne

Sprawdzenie

SGN

polega na wykazaniu,

e w

dym miarodajnym przekroju (elemencie)

konstrukcji, przy przewidzianej norm

obci

ąŜ

kombinacji oddziaływa

, spełniony b

dzie

warunek

≤

– siła wewn

trzna (moment zginaj

, sił

podłu

, sił

poprzeczn

lub moment

skr

caj

– odpowiedni

ść

(elementu)

konstrukcji na t

sił

(3.2)

2009-10-21

Stany graniczne

Sprawdzenie

SGU

polega w ogólno

ci na

wykazaniu,

e przy przewidzianej norm

obci

ąŜ

kombinacji oddziaływa

, spełniony b

dzie

warunek

≤

– efekt tych oddziaływa

(napr

ęŜ

enie,

szeroko

ść

rozwarcia rysy, ugi

cie),

– nominaln

warto

ść

tego efektu, podan

normie, jako graniczna.

Efekty oddziaływa

wyznacza si

stosuj

w obliczeniach

rednie moduły spr

ęŜ

ysto

i wytrzymało

ci materiałów oraz

γγγγ

= 1,0.

(3.3)

2009-10-21

Stany graniczne

Sprawdzenie

napr

ęŜ

enia dotyczy jedynie

konstrukcji spr

ęŜ

onych.

≤

max

Sprawdzenie

zarysowania polega na

wykazaniu,

e wyst

puj

ce w konstrukcji siły

wewn

trzne, wyznaczone w kombinacji obci

ąŜ

długotrwałych (przy współczynniku obci

ąŜ

enia

(

γγγγ

= 1

), nie powoduj

rozwarcia

rys

prostopadłych do osi elementu i uko

nych

kszych od szeroko

ci uznanych za

graniczne –

max

(3.4)

2009-10-21

Stany graniczne

Graniczne szeroko

ci rys w

max

w konstrukcjach

elbetowych i spr

ęŜ

onych

Elementy zbrojone i spr

ęŜ

one

z ci

gnami bez przyczepno

Elementy spr

ęŜ

one

gnami z przyczepno

Klasa

ekspozycji

Quasi-stała kombinacja

obci

ąŜ

sta kombinacja

obci

ąŜ

X0, XC1

0,4

0,2

XC2, XC2, XC2

0,2

XD1, XD2, XS1,
XS2, XS3

0,3

Dekompresja

1) Przy klasach ekspozycji X0 i XC1 szeroko

ść

rys nie wpływa na trwało

ść

, a ograniczenia

nało

ono w celu zapewnienia akceptowalnego wygl

du. Je

eli nie stawia si

wymaga

dotycz

cych wygl

du, to ograniczenia te mo

na złagodzi

2) Przy tych klasach ekspozycji dodatkowo nale

y sprawdzi

warunek dekompresji przy quasi-

-stałej kombinacji obci

ąŜ

2009-10-21

Stany graniczne

≤

max

Sprawdzenie

ugi

cia polega na wykazaniu,

wyst

puj

ce w konstrukcji siły wewn

trzne,

wyznaczone przy kombinacji obci

ąŜ

długotrwałych (przy współczynniku obci

ąŜ

enia

γγγγ

= 1

), nie powoduj

ugi

ęć

kszych od

uznanych za graniczne

max

– ze wzgl

du na

przeznaczenie budowli, mo

liwo

ść

uszkodzenia

elementów przylegaj

cych do konstrukcji oraz ze

wzgl

du na estetyk

i poczucie zagro

enia

bezpiecze

stwa przez u

ytkowników.

(3.5)

2009-10-21

Stany graniczne

Graniczne warto

ci ugi

ęć

max

nale

y przyjmowa

odpowiednio do u

ytkowych wymaga

inwestora.

W normie ograniczono strzałk

ugi

cia belek, płyt

lub wsporników − pod wpływem obci

ąŜ

quasi-

-stałych − do warto

max

≤≤≤≤

/250

Poza sprawdzeniem wymienionych ju

stanów

granicznych nale

y równie

przeanalizowa

liwo

ść

wyst

pienia w konstrukcji innych

stanów granicznych i odpowiednio zabezpieczy

konstrukcj

przed ich przekroczeniem.

W wypadku ugi

ęć

, które mog

powodowa

uszko-

dzenia przylegaj

cych do siebie cz

ęś

ci konstrukcji

pod wpływem obci

ąŜ

quasi-stałych

max

≤≤≤≤

/500

2009-10-21

Stany graniczne

Siły wewn

trzne w konstrukcji oblicza si

przyjmuj

c modele obliczeniowe, odwzorowuj

warunki pracy konstrukcji w rozpatrywanych

Stosowane mog

metody analizy liniowo

spr

ęŜ

ystej (zazwyczaj), nieliniowej i plastycznej.

W analizie

SGU

stosowane s

z reguły metody

analizy liniowo spr

ęŜ

ystej.