++Добрый вечер! Сегодня мы поговорим с вами о том, как же возникла теория предельных состояний⁉️ ++ История развития методов расчета строительных конструкций — это история борьбы двух противоположных идей. С одной стороны, люди стремились обеспечить надежность конструкций, гарантируя их прочность, устойчивость и жесткость. С другой стороны, они пытались сделать конструкции как можно более экономичными, используя минимальное количество материалов и усилий.

В начале развития строительства методы расчёта конструкций были довольно простыми: определялась максимальная нагрузка, которая могла привести к разрушению, а затем вводился коэффициент запаса (обычно 3-5). В результате реальная нагрузка устанавливалась в несколько раз ниже разрушительной.

В XX веке требования к надежности и экономичности стали более тесными. Была создана теория расчета по предельным состояниям, одним из ведущих представителей которой стал Н.С. Стрелецкий.

Итак, что же такое предельное состояние?Это состояние, при котором конструкции перестают соответствовать установленным эксплуатационным требованиям, предъявляемым к монтажу.

Разумеется, в таком случае нормальная эксплуатация здания или сооружения становится невозможной.

Под нормальной эксплуатацией подразумевается работа без каких-либо ограничений в соответствии с технологическими условиями, установленными нормами и требованиями к проектированию. Эти условия направлены на обеспечение безопасности людей, защиту оборудования и сохранение целостности ограждающих конструкций.

Выделяют две группы предельных состояний:

1. Первая группа связана с потерей несущей способности (1А) или полной непригодностью к эксплуатации (1Б). 2. Вторая группа относится к пригодности к нормальной эксплуатации (2), как показано на рисунке 3.1.

Потеря несущей способности может наступать по разным причинам: из-за вязкого хрупкого усталостного разрушения; потери устойчивости формы или положения; перехода в изменяемую систему. Условие, которое должно соблюдаться для предотвращения предельного состояния конструкции или её элемента:

❗ N ̅ ≤ S ̅ ❗

где N ̅ — это наибольший вероятный силовой фактор, который может возникнуть в течение расчётного периода эксплуатации; S ̅ — наименьшая несущая способность, которая может произойти в тот же период эксплуатации.

Обычно это состояние возникает из-за появления недопустимых остаточных деформаций, которые приводят к качественному изменению конфигурации. Это можно выразить следующим образом:

❗∆0 ≤ [∆0] или εост ≤ [ε0] ❗

где ∆0 — это наибольшая остаточная деформация конструкции или её элемента, как показано на рисунке 3.1; [∆0] — допустимая предельная остаточная деформация; εост и [ε0] — соответствующие относительные остаточные деформации.

Поскольку остаточные деформации начинают появляться у металлов, когда они переходят в пластическое состояние, условие N̅≤S̅ можно заменить более сложным соотношением:

❗N̅≤(Sт)̅ ❗

где (Sт)̅ — это то же самое, что и S̅, но с учётом предела текучести. Вторая группа предельных состояний возникает, когда перемещения (прогиб, поворот или осадка), колебания, изменения положения или сдвиг в соединениях становятся препятствием для нормальной эксплуатации.

Чтобы избежать этого, необходимо соблюдать следующее условие:

❗ fн ≤ [fн] ❗

где fн — это прогиб и другие характеристики от нагрузок, которые возникают в процессе нормальной эксплуатации; [fн] — предельный прогиб и другие параметры, которые не должны мешать нормальной работе.

Основные выводы:

✅При достижении первого предельного состояния объект теряет несущую способность и становится аварийным ✅Второе предельное состояние характеризуется недопустимыми деформациями или повреждениями, при которых дальнейшая эксплуатация возможна, но требует ограничений ✅Оба состояния требуют принятия срочных мер: либо полной замены элемента, либо проведения ремонтных работ ✅Контроль за приближением к предельным состояниям является важной частью технической эксплуатации #строительство #проектирование