Основы метода расчетных предельных состояниях

В книге комплексно рассмотрены вопросы обоснования основных положений метода расчета строительных конструкций по предельным состояниям. Освещены история, достоинства, недостатки и компоненты метода, критерии предельных состояний. Детально рассмотрены нагрузки, действующие на конструкции, и физико-механические характеристики конструкционных материалов. Проанализирован характер работы и возможного разрушения конструкций под нагрузкой. Выполнен вероятностный анализ надежности конструкций, намечены перспективы развития метода предельных состояний. Приводятся и сопоставляются данные из отечественных и зарубежных нормативных документов.

Книга является учебным пособием для студентов, обучающихся строительным специальностям, и рекомендуется также аспирантам, научным и инженерно-техническим работникам.

Рекомендовано Российской академией архитектуры и строительных наук в качестве учебного пособия для студентов образовательных организаций высшего образования, обучающихся по направлениям подготовки (специальностям) 08.04.01 «Строительство» (уровень магистратуры), 08.05.01 «Строительство уникальных зданий и сооружений» (уровень специалитета)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие

Раздел 1. Обеспечение прочности. Происхождение и развитие проблемы

• 1.1. Предыстория
• Первые шаги
• Научные обоснования
• Расчет по допускаемым напряжениям
• Недостатки метода допускаемых напряжений
• Расчет по предельным нагрузкам
• Идея случайности

1.2. Развитие представлений о коэффициенте запаса

1.3. Установка на анализ предельного состояния

Раздел 2. Требования норм проектирования

• 2.1. Общие требования к расчету по предельным состояниям
• 2.2. Классификация предельных состояний
• 2.3. Граничное неравенство для предельных состояний первой группы
• Коэффициент надежности по материалу
• Коэффициент надежности по нагрузке
• Коэффициент условий работы
• Коэффициент надежности по ответственности
• 2.4. Граничное неравенство для предельных состояний второй группы
• 2.5. Требования особого предельного состояния
• 2.6. Достоинства и недостатки расчета по методу предельных состояний

Раздел 3. Компоненты общего метода

• 3.1. Особенности предельных состояний по несущей способности
• Пластическое и хрупкое разрушение
• Особенности проверки устойчивости равновесия
• Чрезмерное развитие деформаций
• Усталость
• 3.2. Предельное состояние по эксплуатационной пригодности
• Обратимые и необратимые расчетные ситуации
• Принципы нормирования прогибов и перемещений
• О ширине раскрытия трещин
• 3.3. Особое предельное состояние
• Прогрессирующее обрушение
• 3.4. Расчетные модели
• Модель системы
• Модель материала
• Модель нагрузки
• Конструктивная поправка как оценка расчетной модели
• 3.5. О возможности разделения прочностных и нагрузочных параметров
• 3.6. Случайная и нелинейная связь между нагрузкой и нагрузочным эффектом
• 3.7. Объекты с защитой
• Защита от перегрузок
• Защита от вибраций
• Огнезащита
• 3.8. Предельные состояния в жизненном цикле объекта
• Цепочка расчетных ситуаций
• Общие принципы расчета с учетом наследования напряженно-деформированного состояния
• Место особых режимов в жизненном цикле
• Режим деградации конструктивной схемы
• Оценка уязвимости

Раздел 4. Нагрузки и воздействия

• 4.1. Общие понятия
• Классификация нагрузок и воздействий
• Воздействия и взаимодействия
• Силовое и деформационное нагружение
• Длительная часть нагрузки (пониженные значения
• 4.2. Нагрузки нормальной эксплуатации
• Постоянные нагрузки
• Полезные нагрузки на перекрытия
• Эквивалентные нагрузки
• Крановые нагрузки
• 4.3. Атмосферные воздействия
• Особенности подхода
• Снеговая нагрузка
• Ветровая нагрузка
• Численные расчеты воздействия ветра
• Гололедная нагрузка
• 4.4. Особые воздействия
• Сейсмические воздействия
• Воздействие пожара
• Воздействие взрыва
• 4.5. Расчетные сочетания нагрузок

Раздел 5. Физико-механические характеристики материалов

• 5.1. Какие характеристики материалов принимаются в качестве критериальных
• Строительные стали
• Бетон
• Арматура в железобетонных конструкциях
• Древесина
• Каменная кладка
• 5.2. Разброс нормируемых показателей
• Стальной прокат и арматура
• Бетон
• Древесина
• Компоненты каменной кладки
• Грунт

Раздел 6. Сопротивление элементов

• 6.1. Стальные конструкции
• 6.2. Железобетонные конструкции
• Схемы разрушения по нормальным сечениям
• Схемы разрушения по наклонным сечениям
• Расчетные модели для проверки прочности
• Проверка прочности по нормальным сечениям
• Проверка прочности по наклонным сечениям
• Конструкции, отличные от стержневых
• Случай динамического воздействия
• 6.3. Каменные конструкции
• 6.4. Деревянные конструкции
• Прочностные показатели
• Влияние длительности нагружения
• Другие характерные особенности
• 6.5. Сталежелезобетонные конструкции

Раздел 7. Вероятностный анализ надежности

• 7.1. Вероятность или детерминированность
• 7.2. Надежность, полувероятностные и вероятностные методы расчета
• 7.3. Вероятностный анализ надежности
• Общий подход к задаче надежности конструкций
• Решение в технике случайных величин
• Вероятностный расчет по нормам
• Учет фактора времени в расчетах надежности
• Построение совместных распределений
• Частотный анализ сочетаний нагрузок
• 7.4. Риск-анализ
• Общий подход к вопросу
• Качественная оценка риска

Раздел 8. Проблемы развития метода

• 8.1. Оптимизация допустимого риска
• 8.2. Учет неопределенности в описании расчетной ситуации
• 8.3. Формат проверок в нелинейном анализе
• 8.4. Учет режима работы
• Прогноз поведения
• Проблема оценки существующих конструкций
• 8.5. Представление в нормативных документах
• Юридический статус
• Форма изложения

Приложение. Пояснение некоторых понятий из теории вероятностей и математической статистики

• Дискретные случайные величины
• Непрерывные случайные величины
• Случайные функции