Metoda stanów granicznych
Metoda stanów granicznych (MSG) – podstawa projektowania obiektów budowlanych, zgodnie z wytycznymi norm europejskich.
Przez stan graniczny należy przy tym rozumieć taki stan, którego konstrukcja podlegająca wymiarowaniu, nie może przekroczyć.
W MSG wyróżnia się dwa stany graniczne[1]:
- SGN – stan graniczny nośności,
- SGU – stan graniczny użytkowalności.
SGN jest to sytuacja, w której sprawdzamy wartości sił wewnętrznych, wywołanych najbardziej niekorzystną kombinacją obliczeniową obciążeń. Wartości tych obciążeń, zarówno środowiskowych, jak i własnych, należy w tym stanie przemnożyć przez odpowiedni współczynnik obliczeniowy Jego wartości wynoszą przykładowo dla obciążeń stałych a dla zmiennych (wiatr, śnieg) –
SGN jest osiągany, gdy przestaje być spełniony warunek:
w którym przez oznaczono wartość siły wewnętrznej, przy obliczeniu której uwzględniono odpowiednie współczynniki – jest to miarodajna nośność danego przekroju, która uwzględnia fakt, że naprężenia będące w przekroju mają wartość nośności obliczeniowej materiału z jakiego zostały wykonane.
W przypadku układów prętowych pracujących na zginanie (belki, ramy) przy określeniu SGN uwzględnia się powstawanie przegubów plastycznych przekształcających rozważany układ w geometrycznie zmienny łańcuch kinematyczny. SGN zostaje osiągnięty w momencie powstania ostatniego z kolejnych przegubów plastycznych.
SGU – ma za zadanie wskazać, że wartość ugięć (przemieszczeń, odkształceń) powodowana działaniem obciążeń, w przypadku ich najbardziej niekorzystnej kombinacji, jest mniejsza niż wartość dopuszczalna dla danego typu konstrukcji (elementu), podana w odpowiedniej normie.
SGU występuje w przypadku, gdy przestaje być spełniony warunek
w którym przez oznaczono efekt obciążenia konstrukcji w postaci ugięć, przemieszczeń, rys czy drgań. – oznacza wartość dopuszczalną efektu, która klasyfikuje element (obiekt) jako nadający się do stanu użytkowania.