Лекции по стоманобетонни конструкции, Кърджиев 2023

Тема №1.

Общи принципи при проектирането на стоманобетонни конструкции

1. Основна концепция при проектирането на стоманобетонни конструкции за сеизмични въздействия

Земетресенията са природно явление със случаен характер, възникват в определени райони, имат произволна големина и предизвикват движения на земната повърхност с различна интензивност. Сеизмичното въздействие е товарно състояние, породено в резултат на причинени от земетресението движения на земната основа.

При проектирането на сградите и съоръженията за сеизмични въздействия е необходимо да се осигури известен резерв от носеща способност за предпазване на конструкциите от пълното им разрушение при големи, но редки земетресения като разходите за това не превишават или са незначително по-високи от тези за осигуряването на нормалната им експлоатация при малки, но чести земетресения.

Въз основа на тази философия е изградена основната концепция за проектирането на сгради и съоръжения в сеизмични райони, която е насочена към:

- защита на човешкия живот;

- ограничаване на повредите;

- запазване функционирането на конструкциите на сградите и съоръженията, важни за защита на населението.

В БДС EN 1998-1 основната концепция за проектиране на сгради и съоръжения в сеизмични райони е формулирана чрез следните две групи основни изисквания:

• Изисквания за неразрушаване (no collapse requirements)

Съгласно тях, конструкциите трябва да се проектират така, че да са в състояние да понесат изчислителното сеизмично въздействие без локално или общо разрушаване като запазят своята цялост и остатъчната си носимоспособност след сеизмични събития. Проектното сеизмично въздействие се изразява чрез:

- референтно сеизмично въздействие, свързано с определена (референтна) вероятност за надвишаване Pncr = 10% за период от Tl = 50 години или с определен (референтен) период на повторяемост Tncr = 475 години;

- коефициент на значимост yi за да се отчете диференцирането на надеждността.

• Изисквания за ограничаване на повредите (damage limitation requirements)

Съгласно тях, конструкциите трябва да се проектират така, че да са в състояние да понесат сеизмично въздействие, което има по-голяма вероятност да се случи, от-колкото изчислителното сеизмично въздействие, без появата на повреди и свързаните с тях ограничения за експлоатация, разходите за които биха били прекалено високи в сравнение със стойността на самата конструкция. Сеизмичното въздействие, за което трябва да се удовлетворят горните изисквания се характеризира с определена (референтна) вероятност за надвишаване Pdlr = 10% за период от Tl = 10 години или с определен (референтен) период на повторяемост Tdlr = 95 години.

2. Гранични състояния

Като общ метод за изчисляване на стоманобетонните конструкции за сеизмични въздействия, заложен в БДС EN 1998-1, е приет методът на граничните състояния. Дефинирани са две групи гранични състояния:

• Крайни гранични състояния (ultimate limit states)

Крайните гранични състояния се проверяват за приетото изчислително сеизмично въздействие и са свързани с разрушението на цялата конструкция или на части от нея, което може да застраши сигурността на хората. Удовлетворяването на проверките на крайните гранични състояния не предпазва конструкцията от повреди.

Към крайните гранични състояния се отнасят:

- разрушение вследствие на изчерпване на носещата способност на отделни критични сечения, връзки или елементи на конструкцията.