ÄÁÍ Â.1.2-2:2006. Íàâàíòàæåííÿ ³ âïëèâè. Ñòâîðåííÿ êîìá³íàö³é
Ó LIRA-FEM ìîæíà çàäàâàòè ð³çí³ òèïè íàâàíòàæåíü íà âóçëè òà åëåìåíòè ðîçðàõóíêîâî¿ ñõåìè:
- Íàâàíòàæåííÿ íà âóçëè: ñèëè òà ìîìåíòè â íàïðÿìêó ãëîáàëüíèõ ³ ëîêàëüíèõ îñåé êîîðäèíàò âóçëà, çàäàí³ çì³ùåííÿ òà ïîâîðîòè.
- Íàâàíòàæåííÿ íà ñê³í÷åíí³ åëåìåíòè: ð³âíîì³ðíî ðîçïîä³ëåí³, òðàïåö³ºïîä³áí³ íàâàíòàæåííÿ, ñèëè òà ìîìåíòè ç ïðèâ’ÿçêàìè, òåìïåðàòóðíèé íàãð³â, òåìïåðàòóðíèé ïåðåïàä, íåð³âíîì³ðíî ðîçïîä³ëåí³ íàâàíòàæåííÿ íà ïëàñòèíè, íàâàíòàæåííÿ íà ðåáðî ïëàñòèí, íàâàíòàæåííÿ íà îá’ºìí³ åëåìåíòè òà ¿õ ãðàí³, íàâàíòàæåííÿ-øòàìï ³ç äîâ³ëüíèì êîíòóðîì íà ïëàñòèíè.
- Íàâàíòàæåííÿ äëÿ ìîäåëþâàííÿ äèíàì³÷íèõ âïëèâ³â: âàãè ìàñ ó íàïðÿìêó ãëîáàëüíèõ ³ ëîêàëüíèõ îñåé êîîðäèíàò âóçëà, ðîçïîä³ëåí³ âàãè ìàñ íà ñê³í÷åíí³ åëåìåíòè, àâòîìàòè÷íå ïåðåòâîðåííÿ ñòàòè÷íèõ íàâàíòàæåíü ó äèíàì³÷í³, ³ìïóëüñí³ òà óäàðí³ âïëèâè, ãàðìîí³÷í³ êîëèâàííÿ, ñòàòè÷í³ â³òðîâ³ íàâàíòàæåííÿ äëÿ ðîçðàõóíêó ïóëüñàö³é, ðåàëüí³ òà ñèíòåçîâàí³ àêñåëåðîãðàìè çåìëåòðóñ³â, íàâàíòàæåííÿ äëÿ ðîçðàõóíêó äèíàì³êè â ÷àñ³.
- Ñóïåðíàâàíòàæåííÿ: íàâàíòàæåííÿ íà ñóïåðåëåìåíòè.
Âèçíà÷åííÿ íàéá³ëüø íåáåçïå÷íèõ ñïîëó÷åíü íàâàíòàæåíü çàáåçïå÷óº âçàºìîçâ’ÿçîê ì³æ ðåçóëüòàòàìè ðîçðàõóíêó êîíñòðóêö³¿ íà ð³çí³ íàâàíòàæåííÿ òà êîíñòðóþâàííÿì ¿¿ åëåìåíò³â. Ó çàãàëüíîìó âèïàäêó ïîâíà ê³ëüê³ñòü ìîæëèâèõ ñïîëó÷åíü íàâàíòàæåíü äîñÿãຠ÷èñëà 2n, äå n – ê³ëüê³ñòü ïðèêëàäåíèõ íàâàíòàæåíü, çà óìîâè, ùî ðîçðàõóíîê êîíñòðóêö³¿ âèêîíóºòüñÿ â ë³í³éí³é ïîñòàíîâö³.
Íà ïðàêòèö³ öå îçíà÷àº, ùî äëÿ ðîçðàõóíêó êîíñòðóêö³¿ íåîáõ³äíî âèçíà÷èòè 2n íàïðóæåíî-äåôîðìîâàíèõ ñòàí³â, ùî º âêðàé ðåñóðñîì³ñòêèì ³ íàâ³òü çà âèêîðèñòàííÿ ñó÷àñíèõ îá÷èñëþâàëüíèõ çàñîá³â çàëèøàºòüñÿ íåïðèéíÿòíèì. Âæå çà ïîð³âíÿíî íåâåëèêèõ çíà÷åíü n îòðèìàííÿ ðåçóëüòàò³â óñêëàäíþºòüñÿ, à ¿õí³é îáñÿã ñòຠíàäì³ðíèì. Ó çâ’ÿçêó ç öèì âèíèêຠçàâäàííÿ: âèçíà÷èòè êðèòåð³é, íà ï³äñòàâ³ ÿêîãî ìîæíà áóëî á îáìåæèòè ê³ëüê³ñòü ðîçãëÿíóòèõ ñïîëó÷åíü íàâàíòàæåíü äî ÷èñëà m (m << 2n). Êîíñòðóþâàííÿ, âèêîíàíå íà îñíîâ³ m ñïîëó÷åíü, ïîâèííî çàáåçïå÷óâàòè ì³öí³ñòü êîíñòðóêö³¿ äëÿ âñ³õ ìîæëèâèõ 2n ñïîëó÷åíü.
Äëÿ ðîçâ’ÿçàííÿ ö³º¿ çàäà÷³ çàñòîñîâóþòüñÿ ð³çí³ ï³äõîäè. Îäèí ³ç íèõ ´ðóíòóºòüñÿ íà îá÷èñëåíí³ ðîçðàõóíêîâèõ ñïîëó÷åíü íàâàíòàæåíü (ÐÑÍ) ³ â³äïîâ³äíèõ ¿ì çóñèëü íà îñíîâ³ íîðìîâàíèõ ôîðìóë. Öåé ï³äõ³ä º îñíîâíèì ó êðà¿íàõ ªâðîïè òà ÑØÀ, îñê³ëüêè áàçóºòüñÿ íà éìîâ³ðí³ñí³é îö³íö³ âíåñêó êîæíîãî îêðåìîãî íàâàíòàæåííÿ â çàãàëüíèé íàïðóæåíî-äåôîðìîâàíèé ñòàí êîíñòðóêö³¿. Äëÿ êîæíî¿ êîíñòðóêö³¿ ðîçãëÿäàºòüñÿ çàâæäè îäíàêîâî îáìåæåíà ê³ëüê³ñòü ñïîëó÷åíü. Ïðè öüîìó ö³ëêîì ìîæëèâî, ùî íàéíåáåçïå÷í³ø³ ñïîëó÷åííÿ áóäóòü âòðà÷åí³.
Ñë³ä çàçíà÷èòè, ùî öåé ï³äõ³ä ìîæå çàñòîñîâóâàòèñÿ ³ äëÿ ðîçâ’ÿçàííÿ íåë³í³éíèõ çàäà÷. Ïðîòå, ÷åðåç íåñïðàâåäëèâ³ñòü ïðèíöèïó ñóïåðïîçèö³¿, çàäà÷à ñïîëó÷åííÿ íàâàíòàæåíü ó òàêîìó âèïàäêó ïåðåòâîðþºòüñÿ íà çàäà÷ó ðîçðàõóíêîâèõ ñïîëó÷åíü ³ñòîð³é íàâàíòàæåííÿ.
²íøèé ï³äõ³ä äî âèð³øåííÿ ö³º¿ çàäà÷³ ïåðåäáà÷ຠäâà ñïîñîáè ¿¿ ðîçâ’ÿçàííÿ. Îáèäâà âîíè ´ðóíòóþòüñÿ íà ïðèíöèï³ ñóïåðïîçèö³¿, ÿêèé ñïðàâåäëèâèé äëÿ ë³í³éíî äåôîðìîâàíèõ ñèñòåì. Âíàñë³äîê öüîãî çàäà÷à âèçíà÷åííÿ íåáåçïå÷íèõ ñïîëó÷åíü íàâàíòàæåíü ïåðåòâîðþºòüñÿ íà çàäà÷ó âèçíà÷åííÿ íåáåçïå÷íèõ ñïîëó÷åíü çóñèëü. Ö³ îñòàíí³ íàçèâàþòüñÿ ðîçðàõóíêîâèìè ñïîëó÷åííÿìè çóñèëü (ÐÑÇ).
Ïåðøèé ³ç ìåòîä³â áàçóºòüñÿ íà êðèòå𳿠åêñòðåìàëüíèõ çóñèëü ó ïåðåð³ç³, êîëè åêñòðåìàëüíîìó çíà÷åííþ îäíîãî çóñèëëÿ ñòàâèòüñÿ ó â³äïîâ³äí³ñòü ñóìà ðåøòè. Íàïðèêëàä, Nìàêñ – Mâ³äï, Mìàêñ – Nâ³äï. Öåé ìåòîä ñâîãî ÷àñó øèðîêî çàñòîñîâóâàâñÿ â ïðîºêòí³é ïðàêòèö³.
Äðóãèé ñïîñ³á âèçíà÷åííÿ ÐÑÇ º çàãàëüíèì ³ áàçóºòüñÿ íà çíàõîäæåíí³ åêñòðåìóì³â ïðóæíîãî ïîòåíö³àëó â áóäü-ÿê³é òî÷ö³ êîíñòðóêö³¿ ï³ä 䳺þ áàãàòüîõ íàâàíòàæåíü (àáî áàãàòüîõ çàâàíòàæåíü). Êðèòåð³é åêñòðåìàëüíèõ çóñèëü ïðè öüîìó ðîçãëÿäàºòüñÿ ÿê îêðåìèé âèïàäîê. Çàñòîñóâàííÿ çàãàëüíîãî ìåòîäó äîçâîëÿº çâåñòè ê³ëüê³ñòü êîìá³íàö³é (ÐÑÇ), ÿê³ ðîçãëÿäàþòüñÿ, äî îáìåæåíî¿ (çíà÷íî ìåíøî¿ çà 2n) ìíîæèíè, ÿêà âêëþ÷ຠíàéá³ëüø íåáåçïå÷í³ ç íèõ.
Âèçíà÷åííÿ ÐÑÇ çä³éñíþºòüñÿ çà íîðìàòèâíèìè ôîðìóëàìè ÄÁÍ, à îá÷èñëåííÿ âèêîíóþòüñÿ íà îñíîâ³ âèùåçãàäàíîãî çàãàëüíîãî ìåòîäó, ÿêèé âðàõîâóº îñîáëèâîñò³ ïðóæíîãî ïîòåíö³àëó, õàðàêòåðí³ äëÿ ïåðåð³ç³â ñòåðæí³â, ïëàñòèí, îáîëîíîê ³ îá’ºìíèõ ò³ë. Ö³ îñîáëèâîñò³ äîçâîëÿþòü âèðàçèòè ðîçâ’ÿçàííÿ çàäà÷³ âèáîðó íåáåçïå÷íèõ ñïîëó÷åíü ÷åðåç êðèòåð³é åêñòðåìàëüíèõ íàïðóæåíü ó õàðàêòåðíèõ òî÷êàõ ïåðåð³ç³â. Çàâäÿêè öüîìó ê³ëüê³ñòü ñïîëó÷åíü, ÿê³ ðîçãëÿäàþòüñÿ, ³ñòîòíî çìåíøóºòüñÿ.
Ó ïðîãðàìíîìó êîìïëåêñ³ LIRA–FEM äëÿ âèçíà÷åííÿ ÐÑÍ âèêîðèñòîâóþòüñÿ ôîðìóëè, ïåðåäáà÷åí³ íîðìàòèâàìè ð³çíèõ êðà¿í, çîêðåìà ÄÁÍ Â.1.2-2:2006. Ïåðåì³ùåííÿ, çóñèëëÿ òà íàïðóæåííÿ îá÷èñëþþòüñÿ â³äïîâ³äíî äî öèõ ôîðìóë. Ñòàíäàðòí³ ë³í³éí³ êîìá³íàö³¿ íàâàíòàæåíü ôîðìóþòüñÿ çã³äíî ç íîðìàòèâíèìè ñïîëó÷åííÿìè, âðàõîâóþ÷è çì³íí³ñòü çíàê³â ³ âçàºìîâèêëþ÷åííÿ, òîä³ ÿê äëÿ äîâ³ëüíèõ êîìá³íàö³é çíà÷åííÿ ³ çíàêè êîåô³ö³ºíò³â íå îáìåæóþòüñÿ.
Ãðóïè ñïîëó÷åíü òà ôîðìóëè äëÿ ñïîëó÷åíü
|
Íîðìè
|
Âèäè çàâàíòàæåíü
|
Ôîðìóëè ñïîëó÷åííÿ
|
|
ÄÁÍ Â.1.2-2:2006
|
0.Ïîñò³éíå (Ï)
1.Òðèâàëå (Ò)
2.Êîðîòêî÷àñíå (Ê)
3.Êðàíîâå (Êð)
4.Ãàëüì³âíå (Ã)
5.Ñåéñì³÷íå (Ñ)
6.Åï³çîäè÷íå (Åï)
7.Ìèòòºâå (Ì)
9.Íåàêòèâíå (Í/à)
|
1–å îñíîâíå
∑Ï+Ä ∀ Ê ∀ (Êð+Ò) ∀ Ì
2–å îñíîâíå
∑Ï+0.95·∑Ä + 0.9·∑Ê + 0.9·∑(Êð+Ò) + 0.9·∑Ì
Àâàð³éíå ç ñåéñì³êîþ
0.9·∑Ï+0.8·∑Ä + 0.5·∑Ê + 0.5·∑Ì + Ñ
Àâàð³éíå áåç ñåéñì³êè
∑Ï+0.95·∑Ä + 0.8·∑Ê + 0.8·∑Ì + Åï
|
Êîæíå íàâàíòàæåííÿ â ÄÁÍ Â.1.2-2:2006 âèçíà÷àºòüñÿ ñâî¿ì õàðàêòåðèñòè÷íèì çíà÷åííÿì çà ï. 4.7.
Ðîçðàõóíêîâ³ çíà÷åííÿ íàâàíòàæåíü êëàñèô³êóþòüñÿ íàñòóïíèì ÷èíîì:
- ãðàíè÷íå ðîçðàõóíêîâå çíà÷åííÿ äëÿ ðîçðàõóíê³â çà I ãðàíè÷íèì ñòàíîì;
- åêñïëóàòàö³éíå ðîçðàõóíêîâå çíà÷åííÿ äëÿ ðîçðàõóíê³â çà II ãðàíè÷íèì ñòàíîì;
- öèêë³÷íå ðîçðàõóíêîâå çíà÷åííÿ äëÿ ðîçðàõóíê³â íà âèòðèâàë³ñòü;
- êâàç³ïîñò³éíå ðîçðàõóíêîâå çíà÷åííÿ äëÿ ðîçðàõóíê³â íà ïîâçó÷³ñòü.
Ïðè ðîçðàõóíêàõ çà I ãðàíè÷íèì ñòàíîì çàäàþòüñÿ ãðàíè÷í³ çíà÷åííÿ ïîñò³éíèõ, òðèâàëèõ, êîðîòêî÷àñíèõ ³ åï³çîäè÷íèõ (îñîáëèâèõ) íàâàíòàæåíü. Çíà÷åííÿ íàâàíòàæåííÿ îá÷èñëþºòüñÿ ìíîæåííÿì õàðàêòåðèñòè÷íîãî çíà÷åííÿ íà êîåô³ö³ºíò íàä³éíîñò³ çà íàâàíòàæåííÿì γfm.
Ïðè ðîçðàõóíêàõ çà II ãðàíè÷íèì ñòàíîì çàäàþòüñÿ åêñïëóàòàö³éí³ çíà÷åííÿ ïîñò³éíèõ, òðèâàëèõ ³ êîðîòêî÷àñíèõ íàâàíòàæåíü. Çíà÷åííÿ íàâàíòàæåííÿ îá÷èñëþºòüñÿ ìíîæåííÿì õàðàêòåðèñòè÷íîãî çíà÷åííÿ íà êîåô³ö³ºíò íàä³éíîñò³ çà íàâàíòàæåííÿì γfe. Çíà÷åííÿ öüîãî êîåô³ö³ºíòà çàëåæèòü â³ä òåðì³íó åêñïëóàòàö³¿ Tef ñïîðóäè, ÿêèé âèçíà÷àºòüñÿ çà äîäàòêîì  ÄÁÍ Â.1.2-2:2006. ßêùî òåðì³í åêñïëóàòàö³¿ ñïîðóäè ïðèéíÿòèé ìåíøå Tef, òî çíà÷åííÿ íàâàíòàæåííÿ ìíîæèòüñÿ ùå é íà çíèæóâàëüíèé êîåô³ö³ºíò η, â³äïîâ³äíèé ïðîºêòíîìó òåðì³íó åêñïëóàòàö³¿.
Õàðàêòåðèñòè÷í³ çíà÷åííÿ ð³âíîì³ðíî ðîçïîä³ëåíèõ íàâàíòàæåíü íà ïëèòè ïåðåêðèòòÿ íàâåäåí³ â òàáë. 6.2. Êîåô³ö³ºíòè íàä³éíîñò³ çà íàâàíòàæåííÿì γfm äëÿ âàãè êîíñòðóêö³é, ´ðóíò³â ³ îáëàäíàííÿ íàâåäåí³ â òàáë. 5.1 òà 6.1. Êîåô³ö³ºíò γfe = 1. Äëÿ ñí³ãó, â³òðó, îæåëåä³ òà îæåëåä³ ç â³òðîì êîåô³ö³ºíòè γfm âèçíà÷àþòüñÿ â³äïîâ³äíî çà òàáë. 8.1, 9.1, 10.4 çàëåæíî â³ä çàäàíîãî ñåðåäíüîãî ïåð³îäó ïîâòîðþâàíîñò³ öèõ âïëèâ³â T.