Amaliy mashg‘ulot – Metall konstruksiyalarini loyihalash asoslari

Amaliy mashg‘ulot – 4,5. Metall konstruksiyalarini chegaraviy xolatlar uslubi buyicha xisoblash

Metall konstruksiyalarni hisoblashdan maqsad kam miqdorda material sarflab tashqi ta’sir etayotgan jami yuklarga etarli darajada ko‘tarish qobiliyatiga ega bo‘lgan, konstruksiyalarni yaratish. Qurilish konstruksiyalarni 1955 yildan beri chegaraviy holatlar uslubi bo‘yicha hisoblanadi.

CHegara holatlari deganda konstruksiyalarning ishlatilish jarayonida oldindan belgilangan talablarga javob bermay qolishi tushuniladi Qurilish konstruksiyalarni bu uslub bilan hisoblaganda ikki guruxga bo‘lib hisoblanadi. Birinchi guruh chegara holatlar konstruksiyani yuk ko‘tarish qobiliyatini yo‘qotish bilan bog‘liq bo‘lib va ularga : shakl umumiy ustivorligining yo‘qolishi, vaziyat ustivorligining yo‘qolishi, qurilma metallining toliqishi yoki boshqa biror xarakterdagi buzilish, yuklarning va tashqi muhitning birgalikdagi noqulay ta’siri natijasida buzilish, qurilmalardan foydalanishni to‘xtatishga olib keladigan rezonans tebranishlar, metall materialning oquvchanligi, birikmalardagi siljishlar, darzlarning haddan tashqari ochilishi natijasida konstruksiyalardan foydalanishning imkoniyati yo‘qligi.
Ikkinchi guruh chegara holatlar konstruksiyani normal foydalanish qiyinlashib qolganligi bilan bog‘liq va ularga yo‘l qo‘yib bo‘lmaydigan siljishlar, tebranmalar, darzlar paydo bo‘lishi natijasida ishlash muddatining kamayishiga olib keladigan holatlar kiradi. Konstruksiyalarni chegara holatlarga hisoblash, inshootni qurish yoki undan foydalanish davrining barcha bosqichlarida chegara holatlardan biror-tasining ham vujudga kelmasligini ta’minlaydi.
Birinchi guruh chegara holatlari uchun umumiy shart quyidagicha yozilishi mumkin: N ≤ S
N - hisoblanayotgan elementdagi yuklarni noqulay birgalikda ta’sir etishidan hosil bo‘ladigan kuch,
S - hisoblanayotgan elementning yuk ko‘tarish qobiliyati.
Elementdagi hosil bo‘ladigan kuchni quyidagi formula bilan aniqlashimiz mumkin:

bu erda:
- kuch F_ni1 ga teng bo‘lgandagi elementda hosil bo‘ladigan kuch
_fi – yuk bo‘yicha ishonchli koeffitsient
_{n –} bino vazifasiga ko‘ra ishonchlilik koeffitsienti
 - yuklarning birgalikda ta’sir etishini e’tiborga oladigan koeffitsient
Elementning yuk ko‘tarish qobiliyatini uning yuzasiga va materialning qarshiligiga qarab aniqlash mumkin:
S  A_n  R_up  _m  _c  A_n  R_y  _c
Bu erda: A_n – element ko‘ndalang kesimining( netto) yuzasi;
R_yn – element materialining oquvchanligi bo‘yicha hisobiy qarshiligi;
_m -
_c – ishlash sharoitini e’tiborga oluvchi koeffitsient.
SHunday qilib birinchi guruh chegaraviy holati bo‘yicha hisoblash tenglamasini yozamiz:

CHegaraviy holatni ikkinchi guruh bo‘yicha hisob ifodasini quyidagicha yozish mumkin:

bu erda:
- birlik yuk ta’sirida elementdagi hosil bo‘ladigan elastik deformatsiya,
- norma bo‘yicha o‘rnatilgan konstruksiyaning chegaraviy deformatsiyasi.
Konstruksiyalarni chegara holatlarga hisoblash, binolarni qurish va foydalanish davrining barcha bosqichlarida chegara holatlaridan birontasining ham vujudga kelmasligini ta’minlaydi. Bunda material xususiyatlarining noqulay o‘zgarishlari, yuklarning noqulay birga ta’sir etish extimoli, foydalanish sharoitlari va konstruksiyalar ishlashining o‘ziga xos tomonlari hisobga olingan bo‘ladi. Buning uchun hisoblashda quyidagi koeffitsientlar kiritiladi: yuk bo‘yicha ishonchlilik koeffitsienti - , yuklarning birga ta’sir etish extimoli koeffitsienti - , ishlash sharoiti koeffitsienti - _c, binolarning vazifasiga ko‘ra ishonchlilik koeffitsienti - .
CHegaraviy holatlar usulining moxiyati
Metall konstruksiyalarini hisoblashning bunday usuli buzuvchi zo‘riqishlar usulining takomillashgan varianti hisoblanadi:
Mazkur usul bo‘yicha hisoblangan konstruksiyalar bir muncha tejamli bo‘ladi.
Uning asosini quyidagilar tashkil etadi:
- konstruksiyaning chegaraviy holati degan tushunchasi kiritildi. Standart SEV384-74 ko‘ra barcha chegaraviy holatning ikki guruhi belgilandi: birinchisi - yuk ko‘tarish qobilyati, ikkinchisi - normal sharoitda ishga yaroqliligi;
- kesim yuzalarining mustahkamligi elementning kuchlanish-deformatsiyalanish holatining III bosqichi bo‘yicha amalga oshiriladi
- konstruksiyaning normal sharoitda foydalanishga yaroqliligi uni kuchlanish - deformatsiyalanish holatining I yoki II bosqichidan kelib chiqqan holda bajariladi;
- zahiraviy umumiy koeffitsienti o‘rniga yuk, material va ishlash sharoiti bo‘yicha hisobiy ishonchlilik koeffitsientlari kiritildi.
CHegaraviy holatning birinchi guruxi bo‘yicha hisob ishlari quyidagilarni o‘z ichiga oladi: mustahkamlikka hisoblash, konstruksiyani buzilishdan saqlashini ta’minlovchi turg‘unlikka hisoblash, konstruksiya shaklini o‘zgarmasligini ta’minlovchi holat ustivorlikka hisoblash (uzunasiga egilish hisobi); chidamlilikka hisoblash va charchash buzulishdan asrashga hisoblash.
Ikkinchi gurux bo‘yicha chegaraviy holat hisobi quyidagilarni o‘z ichiga oladi: konstruksiyada yoriq hosil bo‘lishi bo‘yicha yoki ularni ochilishi bo‘yicha hisoblash; konstruksiyani ruxsat etilmagan siljishlardan asrash uchun deformatsiyalar bo‘yicha hisoblash.
Bunda chegaraviy holatlarning birinchi guruhi bo‘yicha hisoblash muhimroq hisoblanadi, chunki u konstruksiya hayotini belgilaydi. SHuning uchun chegaraviy holat birinchi guruhi bo‘yicha hisoblash barcha konstruksiyalar uchun shart.
Qurilish konstruksiyalari hisobiy tizimida chegaraviy holatning ikkinchi guruxi bo‘yicha hisoblash ham muhim hisoblanadi. Bu guruh chegaraviy holatning ikki asosiy yo‘nalishini o‘z ichiga oladi.
1. Qurilish konstruksiyalari yoriqqa chidamliligiga (yopiqbardoshliligi) tekshirish
2. Deformatsiyaga tekshirish.
YOriq hosil bo‘lishi va ochilishi konstruksiyalarni normal holatda ishlashiga havf tug‘diradi: Bunday sharoitda armatura zanglaydi, elementning tashqi ko‘rinishi o‘zgaradi, natijada ular suyuqlik yoki gazni bosim ostida o‘tkazib yuboradigan bo‘lib qoladi.
Konstruksiyadan foydalanishning maqsadi va shartiga qarab, yoriqbardoshliligi bo‘yicha turli talablar qo‘yiladi, shuning uchun ularni yoriqlar hosil bo‘lishi, yopilishi va ochilishi bo‘yicha hisoblash lozim.
Konstruksiyalarni normal kesimlar bo‘yicha yoriqbardoshlika hisoblashda quyidagi shart bajarilishi kerak

ya’ni me’yoriy kuch ta’siridan hosil bo‘ladigan eng katta me’yoriy zo‘riqish yoki eguvchi moment yoriq paydo qiluvchi zo‘riqish kuchi N_crc yoki eguvchi moment M_crc dan katta bo‘lmasligi kerak.
YOriqlar ochilishiga hisoblashda, elementlarning cho‘ziluvchi armatura sathida paydo bo‘ladigan yoriqlar kengligi - a_crc yoriqbardoshlilik toifalariga mos holda belgilangan yoriqlar kengligining cheklangan miqdori – [a_srs] dan ortib ketmasligi kerak

bu erda: [a_crs] - yoriqlar kengligining cheklangan miqdori.
Konstruksiyalarni deformatsiyaga hisoblashda ularda tashqi yukdan hosil bo‘ladigan solqilik - f, uning cheklangan miqdori dan ortib ketmasligi ta’minlanishi zarur, ya’ni

Solqilanishning cheklangan miqdori [1] 1.2- jadvalda keltirilgan.
Deformatsiyani cheklash nima uchun kerak degan savol turishi tabiiy.
Deformatsiyani cheklash zarurati quyidagi sabablar tufayli vujudga keldi:
- ko‘zga tashlanadigan egilishlar odam psixikasiga salbiy ta’sir etadigan hollarda;
- konstruksiyalar tebranganda odamlarda hosil bo‘ladigan yomon hissiyot uyg‘otadigan holatlarida;
- texnologik uskunani normal ishlashi uchun sharoitni buzilishi va elementning deformatsiyasi natijasida murakkab konstruksiyani zararlanishi holatlarida va h. k.
Konstruksiyalarni ishlash sharoiti va yo‘nalishini hisobga olib, me’yoriy hujjatlarda deformatsiyaning chegaraviy qiymati belgilanadi va ularni hisoblashda e’tiborga olish zarur deb belgilab qo‘yildi.
Birinchi yoki ikkinchi chegaraviy holatni vujudga kelishi quyidagi asosiy omillarga bog‘liq:
- tashqi kuchlar va ta’sirlar qiymatiga;
- beton va armaturaning mexaniq xarakteristikasiga (vaqtincha qarshiligi, oqish chegarasi);
- konstruksiyalarning ishlash sharoitiga (tayyorlashdagi sharoiti, zararli muhitda ishlashi va h.k).
YUqorida keltirilgan omillarni hisobga olish uchun bir qator koeffitsientlar tizimi ishlab chiqildi.
YUklarning me’yoriy miqdorini o‘zgarishi hisoblashda:
- yuk bo‘yicha ishonchlilik koeffitsientlari - ;
- beton va armaturaning mexaniq tavsifini o‘zgaruvchanligi bo‘yicha ishonchlilik koeffitsientlari - , ;
- ishlash sharoiti bo‘yicha koeffitsientlari -
- konstruksiyalarni qanday maqsadlarda (bino va inshootlarni xalq xo‘jaligidagi ahamiyatiga qarab) foydalanilishiga qarab, ishonchlilik koeffitsienti - orqali hisobga olinadi.
YUqorida keltirilgan koeffitsientlar tizimini qo‘llanilishiga sabab, konstruksiyalarga eng noqulay vaziyatlarda yuklar ta’sir etganda ham materiallar mustahkamligi qiymati juda kichik bo‘lganda ham konstruksiyalar murakkab chegaraviy hollatga duch kelganda ham ishonchliligini ta’minlay oladi.
Ma’ruzani mustahkamlash uchun savollar
1. Qurilish konstruksiyalarini chegaraviy holatlar usulida hisoblashdan maqsad.
2. CHegaraviy holatlar deganda konstruksiyaning qanday holati tushiniladi.
3. Qurilish konstruksiyalarini chegaraviy holatlar usulida hisoblash to‘g‘risida ma’lumot bering.
4. Qurilish konstruksiyalarini chegaraviy holatlar usulida hisoblashda ishlatiladigan koeffitsientlar va ularning vazifalari.