مبانی محاسبات سازه بر اساس حالت های حدی. محاسبه بر اساس حالات حدی محاسبه قدرت بر اساس حالات حدی
حالت‌های حدی به حالت‌هایی در نظر گرفته می‌شوند که در آن سازه‌ها از برآوردن الزامات تحمیل شده بر روی آنها در حین کار باز می‌مانند، یعنی توانایی مقاومت را از دست می‌دهند. بارهای خارجیو حرکات غیرقابل قبول یا آسیب موضعی را تحت تأثیر قرار دهد یا دریافت کند.
سازه های بتن مسلح باید الزامات محاسباتی را برای دو گروه از حالت های حدی برآورده کنند: ظرفیت باربری- گروه اول از حالت های حد. از نظر مناسب بودن برای عملکرد عادی - گروه دوم حالت های حد.
محاسبه بر اساس حالت های حدی گروه اول برای جلوگیری از موارد زیر انجام می شود:
ترد، چسبناک یا انواع دیگر شکست (محاسبه قدرت با در نظر گرفتن موارد ضروریانحراف سازه قبل از شکست)؛
از دست دادن پایداری شکل یک سازه (محاسبه پایداری سازه های جدار نازک و غیره) یا موقعیت آن (محاسبه برای واژگونی و لغزش دیوارهای حائل با بارگذاری خارج از مرکز). پایه های بلند; محاسبه برای صعود مدفون یا تانک های زیرزمینیو غیره)؛
شکست خستگی (محاسبه استقامت سازه ها تحت تأثیر بارهای متحرک یا ضربانی مکرر: تیرهای جرثقیل، تراورس ها، پایه های قاب و کف برای ماشین های نامتعادل و غیره)؛
تخریب ناشی از تأثیر ترکیبی عوامل نیرو و تأثیرات نامطلوب محیط خارجی(قرار گرفتن دوره ای یا مداوم در یک محیط تهاجمی، انجماد و ذوب متناوب و غیره).
محاسبات بر اساس حالت های حدی گروه دوم برای جلوگیری از موارد زیر انجام می شود:
ایجاد شکاف بیش از حد یا طولانی مدت (در صورتی که با توجه به شرایط عملیاتی، تشکیل یا باز شدن طولانی تر ترک ها مجاز باشد).
حرکات بیش از حد (انحراف، زاویه چرخش، زاویه انحراف و دامنه ارتعاش).
محاسبه حالت های حدی سازه به عنوان یک کل، و همچنین عناصر یا قطعات جداگانه آن، برای تمام مراحل انجام می شود: ساخت، حمل و نقل، نصب و بهره برداری. در این مورد، طرح های طراحی باید با استانداردهای پذیرفته شده مطابقت داشته باشند راه حل های سازندهو هر یک از مراحل ذکر شده
عوامل محاسبه
عوامل طراحی - بارها و مشخصات مکانیکی بتن و آرماتور (مقاومت کششی، مقاومت تسلیم) - دارای تنوع آماری (پراکندگی مقادیر) هستند. بارها و اثرات ممکن است با احتمال مشخص شده بیش از مقادیر متوسط متفاوت باشد، و مشخصات مکانیکیمواد ممکن است با احتمال مشخص شده کاهش در مقادیر متوسط متفاوت باشد. محاسبات برای حالت‌های حدی، متغیرهای آماری بارها و ویژگی‌های مکانیکی مواد، عوامل غیرآماری و شرایط مختلف فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی نامطلوب یا مطلوب را برای عملکرد بتن و آرماتور، ساخت و عملکرد عناصر در نظر می‌گیرد. از ساختمان ها و سازه ها بارها، مشخصات مکانیکی مواد و ضرایب طراحی نرمال می شوند.
مقادیر بارها، مقاومت بتن و آرماتور طبق فصل های SNiP "بارها و ضربه ها" و "سازه های بتنی و بتن مسلح" تعیین می شود.
طبقه بندی بارها بارهای استاندارد و طراحی
بسته به مدت زمان عمل، بارها به دائمی و موقت تقسیم می شوند. بارهای موقت نیز به نوبه خود به بلند مدت، کوتاه مدت و ویژه تقسیم می شوند.
بارهای ناشی از وزن سازه های باربر و محصور ساختمان ها و سازه ها، جرم و فشار خاک و اثرات پیش تنیدگی ثابت است. سازه های بتن مسلح.
بارهای طولانی مدت ناشی از وزن تجهیزات ثابت در طبقات - دستگاه ها، موتورها، مخازن و غیره است. فشار گازها، مایعات، اجسام دانه ای در ظروف؛ بارگیری می کند انبارهایخچال ها، آرشیوها، کتابخانه ها و ساختمان ها و سازه های مشابه؛ بخشی از بار زنده که توسط استانداردهای موجود در ساختمان های مسکونی، رسمی و اماکن خانگی; اثرات فن آوری دما طولانی مدت از تجهیزات ثابت؛ بارهای یک جرثقیل سقفی یا یک جرثقیل سقفی، ضرب در فاکتورها: 0.5 برای جرثقیل های متوسط و 0.7 برای جرثقیل های سنگین. بارهای برفبرای مناطق آب و هوایی III-IV با ضرایب 0.3-0.6. مقادیر مشخص شده جرثقیل، برخی از بارهای موقت و برف بخشی از ارزش کامل آنها را تشکیل می دهد و با در نظر گرفتن مدت زمان اثر بارهای این نوع در جابجایی، تغییر شکل و تشکیل ترک در محاسبه وارد می شود. مقادیر کاملاین بارها به عنوان بارهای کوتاه مدت طبقه بندی می شوند.
بارهای کوتاه مدت ناشی از وزن افراد، قطعات، مواد در مناطق نگهداری و تعمیر تجهیزات - معابر و سایر مناطق عاری از تجهیزات است. بخشی از بار در طبقات مسکونی و ساختمان های عمومی; بارهای ناشی از ساخت، حمل و نقل و نصب عناصر ساختاری؛ بارهای جرثقیل های سقفی و سقفی که در ساخت و ساز یا بهره برداری از ساختمان ها و سازه ها استفاده می شود. بارهای برف و باد؛ تأثیرات آب و هوایی دما
بارهای ویژه عبارتند از: اثرات لرزه ای و انفجاری. بارهای ناشی از نقص یا خرابی تجهیزات و اختلال ناگهانی در فرآیند فناوری (به عنوان مثال، افزایش یا کاهش شدید دما و غیره)؛ قرار گرفتن در معرض تغییر شکل های ناهموار پایه، همراه با تغییر اساسی در ساختار خاک (به عنوان مثال، تغییر شکل خاک های فرونشست در هنگام خیساندن یا خاک های همیشه منجمددر هنگام یخ زدایی) و غیره
بارهای استاندارد توسط استانداردهایی بر اساس احتمال از پیش تعیین شده بیش از مقادیر متوسط یا بر اساس مقادیر اسمی ایجاد می شوند. بارهای ثابت استاندارد بر اساس مقادیر طراحی پارامترهای هندسی و طراحی پذیرفته می شود
مقادیر میانگین چگالی رگولاتوری موقت؛ بارهای فنی و نصب بر اساس" بالاترین ارزش هادر نظر گرفته شده برای استفاده عادی؛ برف و باد - با توجه به میانگین مقادیر نامطلوب سالانه یا با توجه به مقادیر نامطلوب مربوط به دوره متوسط معینی از تکرارهای آنها.
بارهای طراحی برای محاسبه سازه ها برای استحکام و پایداری با ضرب بار استاندارد در ضریب ایمنی بار Yf تعیین می شود که برای مثال معمولاً بزرگتر از یک است. جی= گنیت. ضریب اطمینان از وزن سازه های بتن و بتن مسلح Yf = M; بر وزن سازه های ساخته شده از بتن با سنگدانه های سبک (با چگالی متوسط 1800 کیلوگرم بر متر مکعب و کمتر) و پیچ‌های مختلف، پس‌پرها، مواد عایق ساخته شده در کارخانه، Yf = l,2، هنگام نصب Yf = l>3. از بارهای موقت مختلف بسته به مقدار آنها Yf = l. 2...1.4. ضریب اضافه بار از وزن سازه ها هنگام محاسبه پایداری موقعیت در برابر شناور شدن، واژگون شدن و لغزش و همچنین در موارد دیگر که کاهش جرم شرایط عملکرد سازه را بدتر می کند، yf = 0.9 در نظر گرفته می شود. هنگام محاسبه سازه ها در مرحله ساخت و ساز، بارهای کوتاه مدت محاسبه شده در ضریب 0.8 ضرب می شود. بارهای طراحی برای محاسبه سازه ها برای تغییر شکل ها و جابجایی ها (برای گروه دوم حالت های حدی) برابر با مقادیر استاندارد با ضریب Yf = l- گرفته می شود.
ترکیب بارها. اگر محاسبه با استفاده از یک طرح غیر کشسان انجام شود، سازه ها باید برای ترکیب های مختلف بارها یا نیروهای مربوطه طراحی شوند. بسته به ترکیب بارهای در نظر گرفته شده، موارد زیر متمایز می شوند: ترکیبات اساسی، متشکل از بارهای ثابت، بلند مدت و کوتاه مدت یا نیروهای ناشی از بارهای ولتاژ پایین. ترکیبات ویژه متشکل از ثابت، بلندمدت، کوتاه مدت ممکن و یکی از بارها یا تلاش های ویژه از آنها.
دو گروه از ترکیب بار اصلی در نظر گرفته شده است. هنگام محاسبه سازه ها برای ترکیبات اصلی گروه اول، بارهای ثابت، بلند مدت و یک بار کوتاه مدت در نظر گرفته می شود. هنگام محاسبه سازه ها برای ترکیبات اصلی گروه دوم، بارهای ثابت، بلند مدت و دو (یا بیشتر) کوتاه مدت در نظر گرفته می شود. در این حالت، مقادیر بارهای کوتاه مدت یا نیروهای مربوط به آنها باید در ضریب ترکیبی برابر با 0.9 ضرب شود.
هنگام محاسبه سازه ها برای ترکیب های خاص، مقادیر بارهای کوتاه مدت یا نیروهای مربوطه باید در ضریب ترکیبی برابر با 0.8 ضرب شود، مگر در مواردی که در استانداردهای طراحی ساختمان ها و سازه ها در مناطق لرزه خیز مشخص شده است.
بارهای کاهش یافته هنگام محاسبه ستون ها، دیوارها، پایه ها ساختمان های چند طبقهبارهای موقت روی طبقات را می توان با در نظر گرفتن درجه احتمال عمل همزمان آنها با ضرب در یک عامل کاهش داد.
T) = a + 0.6/Km~، (II-11)
در جایی که a - برابر 0.3 برای ساختمان های مسکونی، ساختمان های اداری، خوابگاه ها و غیره و برابر 0.5 برای اتاق های مختلف: اتاق مطالعه، جلسات، اتاق های خرید و غیره است. t تعداد طبقات بارگذاری شده بالای قسمت مورد نظر است.
استانداردها همچنین امکان کاهش بارهای موقت را هنگام محاسبه تیرها و میلگردها بسته به مساحت کف بارگذاری شده فراهم می کنند.
حالت محدود کننده حالتی است که در آن یک سازه (ساختار) نیازهای عملیاتی را برآورده نمی کند، به عنوان مثال. توانایی مقاومت در برابر تأثیرات و بارهای خارجی را از دست می دهد، حرکات غیر قابل قبول یا عرض ترک دریافت می کند و غیره.
با توجه به درجه خطر، استانداردها دو گروه از حالت های حد را ایجاد می کنند: گروه اول - با توجه به ظرفیت تحمل.
گروه دوم برای عملکرد عادی است.
حالت های محدود کننده گروه اول شامل شکننده، شکل پذیر، خستگی یا سایر تخریب ها و همچنین از دست دادن ثبات شکل، از دست دادن ثبات موقعیت، تخریب در اثر ترکیب عوامل نیرو و شرایط محیطی نامطلوب است.
حالت های حدی گروه دوم با تشکیل و باز شدن بیش از حد ترک ها، انحرافات بیش از حد، زوایای چرخش و دامنه ارتعاش مشخص می شود.
محاسبه برای گروه اول از حالت های حدی در همه موارد اساسی و اجباری است.
محاسبه برای گروه دوم حالت های حدی برای سازه هایی انجام می شود که خود را از دست می دهند عملکردبه دلایل فوق
وظیفه محاسبه بر اساس حالت های حدی، ارائه تضمین لازم است که در حین کار سازه یا سازه هیچ یک از حالت های حدی رخ نخواهد داد.
انتقال یک ساختار به یک یا دیگری حالت محدودبه عوامل زیادی بستگی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
1. بارهای خارجی و تأثیرات.
2. مشخصات مکانیکی بتن و آرماتور.
3. شرایط عملیاتی مواد و طراحی.
مشخصه هر عاملی تغییرپذیری در حین کار است و تغییرپذیری هر عامل به صورت جداگانه به عوامل دیگر بستگی ندارد و فرآیندی تصادفی است. بنابراین، بارها و ضربه ها ممکن است با احتمال تعیین شده بیش از مقادیر متوسط متفاوت باشد، و ویژگی های مکانیکی مواد ممکن است با احتمال مشخص شده کاهش مقادیر متوسط متفاوت باشد.
در محاسبات مبتنی بر حالت های حدی، تغییرپذیری آماری بارها و ویژگی های قدرتمواد، و همچنین شرایط مختلف کاری نامطلوب یا مطلوب.
2.2.3. بارها
بارها به دو دسته دائمی و موقت تقسیم می شوند. موقت، بسته به مدت عمل، به بلند مدت، کوتاه مدت و خاص تقسیم می شود.
بارهای ثابت شامل وزن سازه های باربر و محصور کننده، وزن و فشار خاک و نیروی پیش فشار می باشد.
بارهای موقت درازمدت شامل وزن تجهیزات ثابت روی طبقات است. فشار گازها، مایعات، اجسام دانه ای در ظروف؛ بار در انبارها؛ اثرات فن آوری دما دراز مدت، بخشی از بار ساختمان های مسکونی و عمومی، از 30 تا 60 درصد وزن برف، بخشی از بارهای جرثقیل های سقفی و غیره.
بارهای کوتاه مدت یا بارهای موقت با مدت کوتاه در نظر گرفته می شوند: وزن افراد و مواد در مناطق نگهداری و تعمیر. بخشی از بار در طبقات ساختمان های مسکونی و عمومی؛ بارهای ناشی از تولید، حمل و نقل و نصب؛ بارهای جرثقیل سقفی و سقفی؛ بارهای برف و باد
بارهای ویژه در اثر لرزه ای، انفجاری و اضطراری ایجاد می شود.
دو گروه بار وجود دارد - استاندارد و طراحی.
بارهای استاندارد آن دسته از بارها هستند که در طول عملیات عادی نمی توان از آنها تجاوز کرد.
بارهای استاندارد بر اساس تجربه در طراحی، ساخت و بهره برداری از ساختمان ها و سازه ها ایجاد می شوند.
آنها طبق استانداردها با در نظر گرفتن احتمال مشخص شده بیش از مقادیر متوسط پذیرفته می شوند. مقادیر بارهای دائمی با مقادیر طراحی پارامترهای هندسی و مقادیر متوسط چگالی مواد تعیین می شود.
بارهای موقت استاندارد با توجه به بالاترین مقادیر، به عنوان مثال، بارهای باد و برف - با توجه به مقادیر متوسط سالانه برای دوره نامطلوب عمل آنها ایجاد می شود.
بارهای طراحی
تغییرپذیری بارها که در نتیجه احتمال تجاوز از مقادیر آنها و در برخی موارد کاهش آنها نسبت به استانداردها وجود دارد، با معرفی ضریب قابلیت اطمینان ارزیابی می شود.
بارهای طراحی با ضرب بار استاندارد در ضریب قابلیت اطمینان تعیین می شوند.
(2.38)
کجا q
هنگام محاسبه سازه ها با استفاده از گروه اول حالت های حدی
به عنوان یک قاعده، بیشتر از یکپارچگی پذیرفته می شود و تنها در صورتی که کاهش بار شرایط عملکرد سازه را بدتر کند، پذیرفته می شود. 
<
1 .
محاسبه طراحی برای گروه دوم حالت های حدی برای بارهای طراحی با ضریب انجام می شود 
= 1، با توجه به خطر کمتر وقوع آنها.
ترکیب بار
چندین بار به طور همزمان بر روی سازه وارد می شوند. بعید است که حداکثر مقادیر آنها به طور همزمان به دست آید. بنابراین محاسباتی برای ترکیبات نامطلوب مختلف آنها با معرفی ضریب ترکیبی انجام می شود.
دو نوع ترکیب وجود دارد: ترکیبات اساسی، متشکل از بارهای ثابت، بلند مدت و کوتاه مدت. ترکیبات ویژه شامل دائمی، بلند مدت، کوتاه مدت ممکن و یکی از بارهای خاص.
اگر ترکیب اصلی فقط یک بار کوتاه مدت داشته باشد، ضریب ترکیب برابر با یک در نظر گرفته می شود که دو یا چند بار کوتاه مدت در نظر گرفته شود، دومی در 0.9 ضرب می شود.
در هنگام طراحی باید میزان مسئولیت و سرمایه ساختمان ها و سازه ها در نظر گرفته شود.
حسابداری با معرفی یک ضریب قابلیت اطمینان برای هدف مورد نظر انجام می شود 
,
که بسته به کلاس سازه ها برای ساختمان های کلاس 1 (اشیاء منحصر به فرد و یادبود) پذیرفته می شود. 
، برای اشیاء کلاس II (چند طبقه مسکونی، عمومی، صنعتی) 
. برای ساختمان های کلاس III 
محاسبات مقاومت را می توان با استفاده از یکی از دو روش - با توجه به حالت حدی یا با توجه به تنش های مجاز انجام داد. روش محاسبه تنش های مجاز در محاسبه سازه های مهندسی مکانیک اتخاذ شده است و اصول استفاده از آن در درس "مقاومت مصالح" آورده شده است. هنگام محاسبه سازه های ساختمانی، روش محاسبه حالت حدی اتخاذ شده است که نسبت به روش محاسبه بر اساس تنش های مجاز، پیشرفته تر است.
حالت استرس نهایی- حالتی که در نقطه ای حالت تنشی به وجود می آید که منجر به ظهور یک فرآیند جدید می شود. به عنوان مثال، برای ایجاد تغییر شکل پلاستیک، ایجاد ترک و غیره. PNS های مختلف با انواع مختلف بارگذاری رخ می دهد.
حالت محدود- شرایطی که در آن سازه عملکرد خود را از دست می دهد یا وضعیت آن نامطلوب می شود. تلاش هایی که باعث ایجاد حالت محدود کننده می شوند، محدود کننده نامیده می شوند.
لازم است بین حالت های حدی و حالت های تنش حدی تمایز قائل شد. این مفاهیم همیشه با هم منطبق نیستند. مثال ها:
افزایش تنش در طول خمش تیر به نقطه تسلیم منجر به دستیابی به PNS در نقاطی تا حد امکان از خط خنثی می شود. افزایش بیشتر بار منجر به رسیدن تنش به سطح استحکام تسلیم در کل بخش می شود - وضعیت حدی در بخش تغییرات کیفی در سازه رخ می دهد ، جابجایی ها به شدت افزایش می یابد ، زیرا یک لولا پلاستیکی در بیشترین بارگذاری تشکیل می شود. بخش
افزایش تنش های کششی منجر به ظهور متوالی حالت های تنش محدود کننده زیر می شود: الف) شروع تغییر شکل یکنواخت پلاستیک. ب) تشکیل دهانه رحم؛ ج) تخریب
روش محاسبه حالت حد
مطابق با GOST 27751-88 "قابلیت اطمینان سازه ها و پایه های ساختمانی. مقررات اساسی برای محاسبه" حالت های حد به دو گروه تقسیم می شوند:
گروه اول شامل حالت های حدی است که منجر به نامناسبی کامل برای استفاده از سازه ها، فونداسیون ها (ساختمان ها یا سازه ها به طور کلی) یا از دست دادن کامل (جزئی) ظرفیت باربری ساختمان ها و سازه ها در کل می شود.
گروه دوم شامل حالات حدی است که مانع از عملکرد طبیعی سازه ها (فنداسیون) یا کاهش دوام ساختمان ها (سازه ها) در مقایسه با عمر مفید مورد نظر می شود.
حالت های حدی گروه اول با موارد زیر مشخص می شوند:
شکست از هر ماهیت (به عنوان مثال، پلاستیک، شکننده، خستگی)؛
از دست دادن ثبات شکل، که منجر به نامناسب بودن کامل برای استفاده می شود.
از دست دادن ثبات موقعیت؛
انتقال به یک سیستم قابل تغییر؛
تغییر کیفی در پیکربندی؛
پدیده های دیگری که در آنها نیاز به توقف عملیات وجود دارد (به عنوان مثال، تغییر شکل های بیش از حد در نتیجه خزش، پلاستیسیته، برش در اتصالات، باز شدن ترک و همچنین ایجاد ترک).
حالت های حدی گروه دوم با موارد زیر مشخص می شوند:
دستیابی به حداکثر تغییر شکل ساختار (به عنوان مثال، حداکثر انحراف، چرخش) یا حداکثر تغییر شکل پایه.
دستاورد سطوح را محدود کنیدارتعاشات سازه ها یا پایه ها؛
تشکیل ترک ها؛
رسیدن به حداکثر دهانه یا طول ترک؛
از دست دادن ثبات شکل، که منجر به مشکل در عملکرد عادی می شود.
سایر پدیده هایی که در آنها نیاز به محدود کردن موقت عملکرد یک ساختمان یا سازه به دلیل کاهش غیرقابل قبول عمر مفید آن (به عنوان مثال، آسیب خوردگی) وجود دارد.
اولین حالت حدی برای عناصر تحت کشش و فشرده با رابطه زیر بیان می شود:
کجا 
- مقاومت طراحی با توجه به قدرت تسلیم؛
- قدرت تسلیم
- ضریب اطمینان برای مواد (γ C > 1)؛
- طراحی مقاومت کششی؛
- استحکام کششی؛
- ضریب شرایط عملیاتی (γ С<1);
-ضریب قابلیت اطمینان برای عناصر سازه ای که برای استحکام با استفاده از مقاومت های محاسبه شده محاسبه می شود آر تو ;
- سطح مقطع عنصر کشیده شده (فشرده).
برای عناصر قابل خم شدن:
|
|
به طور رسمی، می توان مقدار سمت راست نابرابری های (2.0)، (2.0)، (2.0) را به عنوان تنش مجاز در نظر گرفت. روش های محاسبه بر اساس حالت حدی و تنش های مجاز یکسان هستند با این حال، هنگام محاسبه با استفاده از حالت های حد، ضریب ایمنی عمومی و بدون تغییر با چندین متغیر جایگزین می شود. این اجازه می دهد تا هنگام محاسبه بر اساس حالت حدی، سازه هایی با مقاومت برابر طراحی شوند.
هنگام تعیین مقاومت های طراحی برای جوش R W، موارد زیر در نظر گرفته می شود: مواد اصلی سازه جوش، مواد کمکی مورد استفاده در جوشکاری (مارک های الکترودهای پوشش داده شده، سیم های الکترود)، وجود یا عدم وجود روش های فیزیکی برای کنترل جوش. .
حالت محدود کننده حالتی است که در آن یک سازه (ساختار) نیازهای عملیاتی را برآورده نمی کند، به عنوان مثال. توانایی مقاومت در برابر تأثیرات و بارهای خارجی را از دست می دهد، حرکات غیر قابل قبول یا عرض ترک دریافت می کند و غیره.
با توجه به درجه خطر، استانداردها دو گروه از حالت های حد را ایجاد می کنند: گروه اول - با توجه به ظرفیت تحمل.
گروه دوم برای عملکرد عادی است.
حالت های محدود کننده گروه اول شامل شکننده، شکل پذیر، خستگی یا سایر تخریب ها و همچنین از دست دادن ثبات شکل، از دست دادن ثبات موقعیت، تخریب در اثر ترکیب عوامل نیرو و شرایط محیطی نامطلوب است.
حالت های حدی گروه دوم با تشکیل و باز شدن بیش از حد ترک ها، انحرافات بیش از حد، زوایای چرخش و دامنه ارتعاش مشخص می شود.
محاسبه برای گروه اول از حالت های حدی در همه موارد اساسی و اجباری است.
محاسبه برای گروه دوم حالت های حدی برای سازه هایی انجام می شود که به دلیل شروع دلایل فوق عملکرد خود را از دست می دهند.
وظیفه محاسبه بر اساس حالت های حدی، ارائه تضمین لازم است که در حین کار سازه یا سازه هیچ یک از حالت های حدی رخ نخواهد داد.
انتقال یک ساختار به یک یا آن حالت محدود کننده به عوامل زیادی بستگی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
1. بارهای خارجی و تأثیرات.
2. مشخصات مکانیکی بتن و آرماتور.
3. شرایط عملیاتی مواد و طراحی.
مشخصه هر عاملی تغییرپذیری در حین کار است و تغییرپذیری هر عامل به صورت جداگانه به عوامل دیگر بستگی ندارد و فرآیندی تصادفی است. بنابراین، بارها و ضربه ها ممکن است با احتمال تعیین شده بیش از مقادیر متوسط متفاوت باشد، و ویژگی های مکانیکی مواد ممکن است با احتمال مشخص شده کاهش مقادیر متوسط متفاوت باشد.
محاسبات حالت حد، تغییرپذیری آماری بارها و ویژگی‌های مقاومت مواد، و همچنین شرایط مختلف عملیاتی نامطلوب یا مطلوب را در نظر می‌گیرد.
2.2.3. بارها
بارها به دو دسته دائمی و موقت تقسیم می شوند. موقت، بسته به مدت عمل، به بلند مدت، کوتاه مدت و خاص تقسیم می شود.
بارهای ثابت شامل وزن سازه های باربر و محصور کننده، وزن و فشار خاک و نیروی پیش فشار می باشد.
بارهای موقت درازمدت شامل وزن تجهیزات ثابت روی طبقات است. فشار گازها، مایعات، اجسام دانه ای در ظروف؛ بار در انبارها؛ اثرات فن آوری دما دراز مدت، بخشی از بار ساختمان های مسکونی و عمومی، از 30 تا 60 درصد وزن برف، بخشی از بارهای جرثقیل های سقفی و غیره.
بارهای کوتاه مدت یا بارهای موقت با مدت کوتاه در نظر گرفته می شوند: وزن افراد و مواد در مناطق نگهداری و تعمیر. بخشی از بار در طبقات ساختمان های مسکونی و عمومی؛ بارهای ناشی از تولید، حمل و نقل و نصب؛ بارهای جرثقیل سقفی و سقفی؛ بارهای برف و باد
بارهای ویژه در اثر لرزه ای، انفجاری و اضطراری ایجاد می شود.
دو گروه بار وجود دارد - استاندارد و طراحی.
بارهای استاندارد آن دسته از بارها هستند که در طول عملیات عادی نمی توان از آنها تجاوز کرد.
بارهای استاندارد بر اساس تجربه در طراحی، ساخت و بهره برداری از ساختمان ها و سازه ها ایجاد می شوند.
آنها طبق استانداردها با در نظر گرفتن احتمال مشخص شده بیش از مقادیر متوسط پذیرفته می شوند. مقادیر بارهای دائمی با مقادیر طراحی پارامترهای هندسی و مقادیر متوسط چگالی مواد تعیین می شود.
بارهای موقت استاندارد با توجه به بالاترین مقادیر، به عنوان مثال، بارهای باد و برف - با توجه به مقادیر متوسط سالانه برای دوره نامطلوب عمل آنها ایجاد می شود.
بارهای طراحی
تغییرپذیری بارها که در نتیجه احتمال تجاوز از مقادیر آنها و در برخی موارد کاهش آنها نسبت به استانداردها وجود دارد، با معرفی ضریب قابلیت اطمینان ارزیابی می شود.
بارهای طراحی با ضرب بار استاندارد در ضریب قابلیت اطمینان تعیین می شوند.
(2.38)
کجا q
هنگام محاسبه سازه ها با استفاده از گروه اول حالت های حدی
به عنوان یک قاعده، بیشتر از یکپارچگی پذیرفته می شود و تنها در صورتی که کاهش بار شرایط عملکرد سازه را بدتر کند، پذیرفته می شود. 
<
1 .
محاسبه طراحی برای گروه دوم حالت های حدی برای بارهای طراحی با ضریب انجام می شود 
= 1، با توجه به خطر کمتر وقوع آنها.
ترکیب بار
چندین بار به طور همزمان بر روی سازه وارد می شوند. بعید است که حداکثر مقادیر آنها به طور همزمان به دست آید. بنابراین محاسباتی برای ترکیبات نامطلوب مختلف آنها با معرفی ضریب ترکیبی انجام می شود.
دو نوع ترکیب وجود دارد: ترکیبات اساسی، متشکل از بارهای ثابت، بلند مدت و کوتاه مدت. ترکیبات ویژه شامل دائمی، بلند مدت، کوتاه مدت ممکن و یکی از بارهای خاص.
اگر ترکیب اصلی فقط یک بار کوتاه مدت داشته باشد، ضریب ترکیب برابر با یک در نظر گرفته می شود که دو یا چند بار کوتاه مدت در نظر گرفته شود، دومی در 0.9 ضرب می شود.
در هنگام طراحی باید میزان مسئولیت و سرمایه ساختمان ها و سازه ها در نظر گرفته شود.
حسابداری با معرفی یک ضریب قابلیت اطمینان برای هدف مورد نظر انجام می شود 
,
که بسته به کلاس سازه ها برای ساختمان های کلاس 1 (اشیاء منحصر به فرد و یادبود) پذیرفته می شود. 
، برای اشیاء کلاس II (چند طبقه مسکونی، عمومی، صنعتی) 
. برای ساختمان های کلاس III 
محاسبه یک طرح با هدف جلوگیری از حالت های حدی گروه اول با نابرابری بیان می شود:
N ≤ Ф، (2.1)
کجا ن- نیروی در عنصر مورد نظر (نیروی طولی، لنگر خمشی، نیروی عرضی) ناشی از اعمال حداکثر مقادیر طراحی بارها؛ اف- ظرفیت باربری المنت
برای بررسی حالت های حدی گروه اول، از حداکثر مقادیر طراحی بارهای F m استفاده می شود که با فرمول تعیین می شود:
F m = F 0 g fm ,
کجا F 0- مقدار مشخصه بار، g fm،- ضریب اطمینان برای حداکثر مقدار بار، با در نظر گرفتن انحراف بار احتمالی در جهت نامطلوب. مقادیر بار مشخصه F 0و مقادیر ضرایب g fmمطابق با DBN تعیین می شود. بخش‌های 1.6 تا 1.8 این توسعه روش‌شناختی به این موضوعات اختصاص دارد.
هنگام محاسبه بارها، به عنوان یک قاعده، ضریب قابلیت اطمینان برای هدف سازه در نظر گرفته می شود. g nکه مقادیر آن بسته به کلاس مسئولیت سازه و نوع موقعیت طراحی در جدول آورده شده است. 2.3. سپس عبارت برای تعیین مقادیر حداکثر بار به شکل زیر خواهد بود:
F m = F 0 g fm ∙g n
سمت راست نابرابری (1.1) را می توان به صورت زیر نشان داد:
Ф = S R y g c،(2.2)
کجا رای- مقاومت طراحی فولاد، که توسط قدرت تسلیم ایجاد شده است. اس- خصوصیات هندسی مقطع (تحت تنش یا فشار اسنشان دهنده سطح مقطع است الفدر حین خمش – لحظه مقاومت دبلیو); g c- ضریب شرایط عملیاتی سازه که مقادیر آن بسته به جنس سازه توسط استانداردهای مربوطه تعیین می شود. برای مقادیر سازه های فولادی g cدر جدول آورده شده است. 2.4.
با جایگزینی مقدار (2.2) به فرمول (2.1)، شرط را بدست می آوریم
N ≤ S R y g c
برای عناصر کشیده شده با S=A
N ≤ A R y g c
تقسیم سمت چپ و راست نابرابری بر مساحت الف،شرط استحکام یک عنصر کششی یا فشرده را بدست می آوریم:
برای عناصر قابل خم شدن زمانی که S = W،سپس
M ≤ W R y g c
از آخرین عبارت فرمولی برای بررسی استحکام یک عنصر خمشی دنبال می شود
فرمول بررسی پایداری یک عنصر فشرده به صورت زیر است:
کجا φ – ضریب کمانش بسته به انعطاف پذیری میله
جدول 2.4 - ضریب شرایط عملیاتی g c
| عناصر سازه ای | g با |
| 1. تیرهای جامد و عناصر فشرده خرپاهای کف در زیر سالن های تئاتر، باشگاه ها، سینماها، زیر محوطه مغازه ها، بایگانی ها و غیره. تحت بار موقتی که از وزن طبقه تجاوز نمی کند 2. ستون های ساختمان های عمومی و تکیه گاه برج های آب. | 0,90 0,95 1,05 0,80 0,90 1,10 0,75 1,20 1,15 1,10 |
| 3. ستون‌های ساختمان‌های صنعتی یک طبقه با جرثقیل‌های سقفی. 5. سفت‌کننده‌ها، میله‌ها، بچه‌ها، آویزها در محاسبات برای استحکام در مقاطع تضعیف نشده. توسط سوراخ پیچ (به استثنای اتصالات اصطکاکی) 8. عناصر فشرده از زوایای منفرد متصل به یک قفسه (برای زوایای نابرابر - یک قفسه کوچکتر) به استثنای عناصر مشبک سازه های فضایی و خرپاهای مسطح از زوایای منفرد. 9 صفحات پایه ساخته شده از فولاد با مقاومت تسلیم تا 390 نیوتن بر میلی متر مربع، تحمل بار استاتیک، ضخامت، میلی متر: الف) تا 40 شامل ب) از 40 تا 60 شامل ج) از 60 تا 80 شامل< 1 при расчете одновременно учитывать не следует. 2. При расчетах на прочность в сечении, ослабленном отверстиями для болтов, коэффициенты gیادداشت ها: 1. ضرایب g cبا pos. 6 و 1، 6 و 2، 6 و 5 باید به طور همزمان در نظر گرفته شوند.. g با =1 |
5. در مواردی که در این جدول مشخص نشده است، فرمول های محاسباتی باید انجام شود
