Проектирование строительных конструкций должно производиться в соответствии с «Основными положениями проектирования строительных конструкций и оснований» (глава 11-А, 11-62 СНиП), утвержденными Госстроем 31 октября 1961 г. (приказ №311).
Расчетные нагрузки несущих строительных конструкций и оснований производится по методу расчетных предельных состояний. Расчетными предельными состояниями называются такие состояния конструкций, при которых величины усилий, напряжений, деформаций или местных повреждений превышают величины, указанные в «Строительных нормах и правилах» или в «Технических условиях».
Устанавливаются три расчетных предельных состояния:
- первое предельное состояние, определяемое несущей способностью (прочностью, устойчивостью или выносливостью);
- второе — определяемое развитием чрезмерных деформаций от статических или динамических нагрузок;
- третье — определяемое образованием трещин или появлением местных повреждений.
Установленные нормами наибольшие величины внешних воздействий (нагрузок), допускаемых при нормальной эксплуатации конструкций или оснований; называются нормативными нагрузками.
Коэффициенты, учитывающие опасность превышения нагрузок по сравнению с их нормативными значениями, называются коэффициентами перегрузки.
Произведение нормативной нагрузки на коэффициент перегрузки называется расчетной нагрузкой. Расчетные, нормативные нагрузки и коэффициенты перегрузки приведены в таблице 6.
Сопротивление материала силовым воздействиям, установленное нормами в качестве характеристики его механических свойств, называется нормативным сопротивлением (Rн ).
Коэффициенты, учитывающие опасность снижения сопротивления материалов по сравнению с нормативными сопротивлениями вследствие изменчивости механических свойств материалов, называются коэффициентами однородности материалов (К).
Расчетным сопротивлением материала (R) называется сопротивление, равное произведению нормативного сопротивления на коэффициент однородности.
Коэффициент, учитывающий особенности работы конструкций или оснований (концентрация напряжений, возможность хрупкого разрушения, влияние агрессивной среды и других неблагоприятных или благоприятных факторов и их комбинаций, не учитываемых в расчете прямым путем), называется коэффициентом условий работы конструкций или оснований (m).
Расчет конструкций и оснований по первому предельному состоянию производится: по прочности или устойчивости — по расчетным нагрузкам, а по выносливости — по нормативным нагрузкам.
Расчет по второму предельному состоянию производится по нормативным нагрузкам.
Расчет по третьему предельному состоянию производится по нормативным или расчетным нагрузкам в зависимости от характера возникающих повреждений в соответствии с нормами проектирования конструкций или оснований.
Нагрузки при расчете принимаются в следующих сочетаниях:
- основные сочетания, состоящие из нагрузок, постоянно действующих на сооружение или возникающих при его эксплуатации;
- дополнительные сочетания, состоящие из комбинаций нагрузок, входящих в основные сочетания с нерегулярно возникающими нагрузками, не связанными с нормальной эксплуатацией зданий;
- особые сочетания, состоящие из комбинаций основных и дополнительных нагрузок с нагрузками, имеющими аварийный характер и возникающими в исключительных случаях.
Расчет конструкций и основании по первому предельному состоянию (прочности и устойчивости) производят по расчетным нагрузкам по формуле:
N x F,
где N — расчетное усилие в конструкции (нормальные и поперечные силы, изгибающие моменты) от суммы воздействия расчетных нагрузок в наиболее невыгодной комбинации,
F — несущая способность конструкции.