Теория надежности

Различают два  типа нагрузок — нормативные и  расчетные. Нормативные определяют по нагрузкам и воздействиям согласно СНиПу. Расчетную нагрузку получают умножением нормативного значения на коэффициент надежности по нагрузке.

При проектировании по предельным состояниям экономичность  и надежность, несущая способность  и нормальная эксплуатация обеспечиваются расчетными коэффициентами, которые  позволяют раздельно учесть особенности  физико-механических свойств грунтов оснований, специфику действующих нагрузок, ответственность и особенности конструктивных схем зданий и сооружений.

Коэффициент надежности по нагрузке yf учитывает возможность случайного отклонения (в сторону увеличения) внешних нагрузок в реальных условиях от нагрузок, принятых в проекте.

Все конструкции, в том числе фундаменты, а также  их основания всегда рассчитывают на наиболее неблагоприятные комбинации нагрузок, которые дают максимальные усилия. Эти комбинации нагрузок называют сочетаниями нагрузок, которые подразделяют на основные и особые.

Основное сочетание  состоит из постоянных, временных  и кратковременных нагрузок, особые сочетания дополнительно включают в себя и особые нагрузки.

При определении  расчетных сочетаний вероятность  одновременного действия нескольких, различных по своему характеру нагрузок учитывают с помощью коэффициента сочетаний.

Если основное сочетание включает в себя только одну временную нагрузку, значение последней учитывается без снижения, а при двух или более их умножают на коэффициент 0,95 (для длительных) и 2=0,9 (для кратковременных). При расчете на особые сочетания длительные нагрузки умножают на коэффициент ф1 — =0,95, кратковременные — на ^2=0,8, кроме случаев, специально оговоренных нормами; особая нагрузка при этом не снижается.

Расчет оснований  по деформациям и несущей способности  должен производиться на основное сочетание  нагрузок, а при наличии особых нагрузок несущую способность основания  должны проверять дополнительно  и на особое сочетание. Причем полезная нагрузка на перекрытия и снеговая, которые по данным Строительных норм могут быть длительными и кратковременными, при расчете оснований по деформациям  считаются длительными, а по несущей  способности — кратковременными.

Приведенные сочетания  нагрузок отвечают условиям работы конструкций, которые находятся в пределах упругой стадии работы, т. е. в условиях, когда снятие внешней нагрузки приводит к полному восстановлению деформаций, что дает возможность использовать принцип независимости действия сил.

Для грунтов  оснований указанные сочетания  нагрузок применимы только в случае однократного, синхронного (одновременного) приложения всех нагрузок, действующих  впоследствии постоянно. Это положение  не всегда выполняется, так как временные  нагрузки имеют тенденцию к колебаниям в сторону уменьшения или увеличения в процессе эксплуатации, а постоянные изменяются в процессе возведения здания.

Так как осадки грунтов оснований протекают  во времени и складываются из упругих (восстанавливающихся) и остаточных, то при наличии перерывов в  загружении следует учитывать режим изменения нагрузки, определяя вклад предыдущего этапа нагружения в долю общей осадки, тем самым более полно отражая общую картину деформирования основания.

Определяя итоговую осадку, необходимо установить, какую  долю общей осадки вызывает постоянная нагрузка, а какую — временная, а также выяснить соотношение  между ними, т. е. какая нагрузка будет  преобладающей. Выявляя последовательность приложения постоянных и временных  нагрузок, а также длительность их действия, т. е. осуществляя дифференцированное назначение сочетания нагрузок с  заранее заданным режимом изменения, можно более достоверно определять конечные значения осадок с учетом их неравномерности на различных  этапах нагружения.

Коэффициенты  надежности по грунту yg и материалу ут учитывают отклонение расчетных значений физико-механических характеристик грунтов или материалов, возможное в результате неоднородности или неточности определения в лабораторных или полевых условиях, случайных отклонениях при отборе проб или образцов. Методика определения коэффициента yg изложена в § 1.5.

Коэффициент надежности по назначению сооружения у„ учитывает степень долговечности и капитальности проектируемого здания или сооружения, недостаточное соответствие расчетных схем реальным условиям работы оснований, фундаментов и всего здания в целом, а также погрешность, вносимую самой теорией предельных состояний.

Коэффициент условий  работы ус учитывает благоприятные  или неблагоприятные условия  работы оснований, фундаментов и  всего здания в целом, а в некоторых  случаях и отдельных слоев  грунта, которые могут оказать  влияние на переход основания  в предельное состояние, и некоторые  другие факторы, не отраженные в расчетах.